L'actualité PCB - Problèmes et contre - mesures dans la conception de PCB d'amplificateur de puissance

Introduction: le bruit et les amplificateurs sont inévitables. La question de la réduction du bruit est abordée ici. Le but de la réduction du bruit est de le réduire à une plage acceptable. Il n'a pas été et ne peut pas être complètement éradiqué. En d'autres termes, le rapport signal sur bruit ne peut être que le plus éloigné possible. Amélioration, mais pas illimitée. Ci - dessous, nous analyserons d'abord les causes et les mécanismes sous - jacents du bruit, puis nous examinerons certaines des mesures de prévention et de contrôle efficaces qui ont fait leurs preuves.

Un Haut - parleur actif est une combinaison d'un Haut - parleur et d'un amplificateur, de sorte que l'analyse du bruit d'un Haut - parleur actif est similaire à celle d'un amplificateur ordinaire. L'amplificateur hifi peut être utilisé comme référence dans l'analyse et le traitement.

Le bruit qui accompagne l'amplificateur est inévitable. L'objectif de la réduction du bruit est ici de le réduire à une plage acceptable et non de l'éliminer complètement, c'est - à - dire de ne pouvoir améliorer que le plus possible le rapport signal sur bruit. Mais il ne peut pas être infini. Ci - dessous, nous analyserons d'abord les causes et les mécanismes sous - jacents du bruit, puis nous examinerons certaines des mesures de prévention et de contrôle efficaces qui ont fait leurs preuves.

1. Perturbations électromagnétiques et précautions

1) interférence électromagnétique

Les principales sources de perturbations électromagnétiques sont les transformateurs de puissance et les ondes électromagnétiques parasites dans l'espace.

À l'exception de quelques produits spéciaux, la plupart des Haut - parleurs actifs sont alimentés par l'électricité de la Ville, de sorte qu'un transformateur de puissance doit être utilisé. Le processus de fonctionnement d'un transformateur de puissance est un processus de conversion "électrique - magnétique - électrique" au cours duquel des fuites magnétiques se produisent inévitablement. La fuite du transformateur est captée par le circuit amplificateur et amplifiée, ce qui se traduit finalement par un bourdonnement des Haut - parleurs.

Les spécifications communes des transformateurs de puissance sont le type ei, le type ring et le type R. Que ce soit du point de vue de la qualité sonore ou des fuites électromagnétiques, chacun de ces trois types de transformateurs présente des avantages et des inconvénients qui ne peuvent être jugés simplement.

Les transformateurs EI sont les plus courants et les plus utilisés. Les principaux producteurs audio de Shenzhen utilisent essentiellement des transformateurs EI. Les principales sources de fuite magnétique sont l'entrefer entre les noyaux e et I et le rayonnement de la bobine elle - même. La fuite magnétique du transformateur EI est directionnelle. Comme le montre l'image ci - dessous, dans les trois directions des axes X, y et Z, l'interférence dans la direction de l'axe y de l'axe de la bobine est la plus forte, la direction de l'axe Z est la plus faible, le rayonnement dans la direction de l'axe X est entre y, Z, alors essayez de ne pas rendre l'axe y parallèle à la carte en utilisation réelle.

Transformateur annulaire

Comme le transformateur annulaire n'a pas d'entrefer, la bobine s'enroule uniformément sur le noyau, théoriquement avec peu de fuite magnétique et pas de rayonnement de la bobine. Cependant, comme il n'y a pas d'entrefer, les transformateurs annulaires ont une mauvaise résistance à la saturation et peuvent facilement saturer lorsqu'il y a une composante continue dans le secteur, ce qui entraîne de fortes fuites magnétiques. Dans de nombreuses régions de notre pays, la distorsion de la forme d'onde municipale est grave, de sorte que de nombreux utilisateurs pensent que les transformateurs en anneau ne sont pas meilleurs ou pires que les transformateurs EI. Le soi - disant transformateur annulaire n'a pas fuité et a été induit en erreur par les médias ou fabriqué par le fabricant à des fins de publicité commerciale. L'argument selon lequel le drain d'un transformateur annulaire est faible n'est valable que si le type d'onde primaire est strictement sinusoïdal. En outre, le transformateur annulaire présente également de fortes fuites électromagnétiques au niveau des conducteurs, de sorte que la fuite magnétique du transformateur annulaire est également directionnelle. Lorsqu'un transformateur annulaire est effectivement installé, il est mis en rotation pour obtenir le rapport signal / bruit le plus élevé à un certain angle.

Le transformateur de type R peut être considéré simplement comme un transformateur annulaire de section circulaire, mais il existe des différences dans la méthode de bobinage. Les conditions de dissipation thermique sont bien meilleures que celles des transformateurs annulaires. Le noyau est étendu pour s'ouvrir et se fermer progressivement. Les transformateurs de type R sont électromagnétiques. La situation de fuite est similaire à celle des transformateurs annulaires. La longueur de chaque Spire étant inférieure à celle du transformateur annulaire et pouvant être enroulée à proximité du noyau, les pertes de cuivre des transformateurs de type R sont minimes parmi les trois types de transformateurs décrits ci - dessus.

2. Principales mesures de lutte contre les perturbations électromagnétiques:

1) Réduire l'impédance d'entrée.

Les ondes électromagnétiques sont principalement captées par les fils et les traces de PCB. Dans certaines conditions, l'onde électromagnétique captée par le fil peut être considérée sensiblement comme une puissance constante. Selon la dérivation de P = u ^ u / R, la tension induite est inversement proportionnelle au carré de la valeur de la résistance, c'est - à - dire que la faible impédance de l'amplificateur est très bénéfique pour réduire les perturbations électromagnétiques.

2) Capacité anti - interférence à haute fréquence améliorée

Étant donné que les ondes électromagnétiques parasites sont pour la plupart des caractéristiques des signaux à moyenne et haute fréquence, un condensateur à lame magnétique est ajouté à la masse à l'entrée de l'amplificateur. La valeur de la capacité peut être choisie entre 47 - 220p. Une capacité de plusieurs centaines de picofarads dont le point de basculement en fréquence est supérieur à la gamme de fréquences audio, Dans le cas de trois ordres de grandeur, l'effet sur la réponse à la pression acoustique et l'audition d'une écoute efficace d'un fragment audio est négligeable.

3) faites attention à la méthode d'installation du transformateur de puissance

Utilisez un transformateur d'alimentation de meilleure qualité, essayez de prolonger la distance entre le transformateur et la carte de circuit imprimé, ajustez la position entre le transformateur et la carte de circuit imprimé de sorte que le transformateur et l'extrémité sensible soient éloignés de l'amplificateur; Les transformateurs de puissance de type ei ont des intensités d'interférence différentes dans toutes les directions, alors faites attention à éviter les interférences autant que possible. La direction de l'axe y la plus forte est alignée avec la carte PCB.

4) le boîtier métallique doit être mis à la terre

Pour les amplificateurs de puissance autonomes hifi, les produits avec des spécifications de conception ont un point de mise à la terre séparé sur le châssis. Ce point de mise à la terre utilise en fait l'effet de blindage électromagnétique du châssis pour réduire les perturbations extérieures; Pour un Haut - parleur actif normal, il peut également servir de radiateur. Les panneaux métalliques doivent également être mis à la terre; Si les conditions le permettent, le boîtier du potentiomètre de volume et de tonalité doit être mis à la terre autant que possible. La pratique a prouvé que de telles mesures sont très efficaces contre les PCB qui travaillent dans des environnements électromagnétiques difficiles.

Ce qui précède est une introduction aux problèmes et mesures qui existent dans la conception de circuits d'amplification de puissance PCB.