Noticias de PCB - Problemas y contramedidas en el diseño de PCB de amplificador de potencia

Introducción: el ruido y el amplificador son inevitables. Aquí se discute la reducción de ruido. El objetivo de la reducción del ruido es reducirlo a un rango aceptable. No ha sido ni puede ser erradicado por completo. En otras palabras, la relación señal - ruido solo puede ser lo más lejana posible. Mejoras, pero no infinitas. A continuación, primero analizaremos las causas y mecanismos fundamentales del ruido y luego entenderemos algunas medidas efectivas de prevención y control probadas en la práctica.

Los altavoces activos son una combinación de altavoces y amplificadores, por lo que el análisis de ruido de los altavoces activos es similar al de los amplificadores ordinarios. El amplificador HiFi se puede utilizar como referencia en el análisis y procesamiento.

El ruido que lo acompaña es inevitable. El objetivo de reducir el ruido aquí es reducirlo a un rango aceptable, no eliminarlo por completo. en otras palabras, solo se puede mejorar la relación señal - ruido tanto como sea posible. Pero no puede ser infinito. A continuación, primero analizaremos las causas y mecanismos fundamentales del ruido y luego entenderemos algunas medidas efectivas de prevención y control probadas en la práctica.

1. interferencia electromagnética y medidas preventivas

1) interferencia electromagnética

Las principales fuentes de interferencia electromagnética son los transformadores de potencia y las ondas electromagnéticas dispersas en el espacio.

Además de unos pocos productos especiales, la mayoría de los altavoces activos son alimentados por la electricidad urbana, por lo que es obligatorio utilizar transformadores eléctricos. El proceso de trabajo del transformador de potencia es un proceso de conversión "eléctrico - magnético - eléctrico", en el que inevitablemente se producirá una fuga de flujo magnético. La fuga del transformador es recogida y amplificada por el circuito amplificador, que finalmente se manifiesta como un zumbido emitido por el altavoz.

Las especificaciones comunes de los transformadores de potencia son los tipos ei, ring y R. Ya sea desde el punto de vista de la calidad del sonido o la fuga electromagnética, estos tres tipos de transformadores tienen sus propias ventajas y desventajas, y las ventajas y desventajas no se pueden juzgar simplemente.

Los transformadores eI son los más comunes y ampliamente utilizados. Los principales productores de audio de Shenzhen básicamente utilizan transformadores ei. Las principales fuentes de fugas magnéticas son la brecha de aire entre los núcleos e e e I y la radiación de la propia bobina. Las fugas de flujo magnético del transformador eI están direccionales. Como se muestra en la siguiente imagen, en las tres direcciones de los ejes x, y y z, la interferencia es más fuerte en la dirección del eje y del eje de la bobina, la dirección del eje Z es la más débil, y la radiación en la dirección del eje X está entre y y y z, por lo que en el uso real, trate de no hacer que el eje y sea paralelo a la placa de circuito.

Transformador de anillo

Debido a que el transformador de anillo no tiene brecha de aire, la bobina está envuelta uniformemente en el núcleo de hierro, y en teoría casi no hay fugas de flujo magnético ni radiación de la bobina. Sin embargo, debido a que no hay brecha de aire, la resistencia a la saturación del transformador de anillo es pobre, cuando hay un componente de corriente continua en la electricidad municipal, es fácil saturarse, lo que conduce a una fuerte fuga de flujo magnético. En muchas partes de nuestro país, la distorsión de la forma de las ondas de radio municipales es grave, por lo que muchos usuarios creen que los transformadores de anillo no son mejores o incluso peores que los transformadores ei. El llamado transformador de anillo no tiene fugas, ya sea engañado por los medios de comunicación o fabricado por el fabricante para publicidad comercial. El argumento de que el polo magnético de fuga del transformador de anillo es bajo solo es válido si el tipo de onda principal es una onda sinusoidal estricta. Además, el transformador de anillo también tiene una fuerte fuga electromagnética en el cable, por lo que la fuga magnética del transformador de anillo también es direccional. Cuando se instala realmente un transformador de anillo, el transformador de anillo giratorio obtiene la relación señal - ruido más alta desde un cierto ángulo.

Los transformadores de tipo R pueden considerarse simplemente como transformadores de anillo con sección transversal circular, pero hay diferencias en el método de devanado de bobinas. Las condiciones de disipación de calor son mucho mejores que las del transformador de anillo. El núcleo de hierro se expande para abrirse y cerrar gradualmente. El transformador R es electromagnético. la situación de fuga es similar a la del transformador de anillo. Debido a que la longitud de cada giro es más corta que la del transformador de anillo y puede enredarse cerca del núcleo de hierro, entre los tres tipos de transformadores mencionados anteriormente, el transformador de tipo R tiene la menor pérdida de cobre.

2. principales medidas de prevención y control de la interferencia electromagnética:

1) reducir la resistencia de entrada.

Las ondas electromagnéticas son recogidas principalmente por cables y rastros de pcb. Bajo ciertas condiciones, las ondas electromagnéticas recogidas por el cable pueden considerarse básicamente como una Potencia constante. De acuerdo con la derivación de P = u MU / r, el voltaje de inducción es inversamente proporcional al cuadrado del valor de resistencia, es decir, la baja resistencia del amplificador es muy beneficiosa para reducir la interferencia electromagnética.

2) mejorar la capacidad antiinterferencia de alta frecuencia

Dado que la mayoría de las ondas electromagnéticas dispersas son características de señales de frecuencia intermedia y alta frecuencia, el condensadores de chip magnético se agregan al suelo en la entrada del amplificador. El valor de la capacidad se puede seleccionar entre 47 - 220p. El punto de inflexión de frecuencia de los condensadores del método de cientos de pieles es superior al rango de frecuencia de audio. En tres órdenes de magnitud, el impacto en la respuesta de presión acústica y la audición en la escucha efectiva de fragmentos de audio es insignificante.

3) preste atención al método de instalación del transformador de potencia

Utilice un transformador de alimentación de mejor calidad, trate de prolongar la distancia entre el transformador y la placa de circuito impreso, ajuste la posición entre el transformador y la placa de circuito impreso, para que el transformador y el extremo sensible estén lejos del amplificador; Los transformadores de potencia eI tienen diferentes intensidades de interferencia en todas las direcciones, por lo que hay que tener cuidado de evitar interferencias en la medida de lo posible. la dirección más fuerte del eje y está alineada con la placa de pcb.

4) la carcasa metálica debe estar fundamentada

Para los amplificadores de potencia independientes hifi, los productos con especificaciones de diseño tienen un punto de tierra independiente en el gabinete. Este punto de tierra en realidad utiliza el efecto de blindaje electromagnético del Gabinete para reducir la interferencia externa; Para los altavoces activos ordinarios, también se puede utilizar como disipador de calor. Los paneles metálicos también necesitan ser conectados a tierra; Si las condiciones lo permiten, la carcasa del potenciómetro de volumen y tono debe estar fundamentada en la medida de lo posible. La práctica ha demostrado que esta medida es muy eficaz para los PCB que trabajan en entornos electromagnéticos hostiles.

Lo anterior es una introducción a los problemas y medidas existentes en el diseño de PCB del circuito amplificador de potencia.