Dapatkah sirkuit audio diaktifkan oleh catu daya mode-aktif?

Sebagian besar sirkuit audio ditenagai dengan transformator besar dan berat dan riak kecil setelah dihaluskan. SMPS lebih kecil dan lebih efisien. EMI dapat dilindungi oleh selungkup logam dan output disaring untuk penindasan kebisingan.

Terutama di mana kekuatan akan diatur lebih lanjut. Mengapa catu daya mode tidak diaktifkan digunakan dalam sirkuit audio, misalnya. power amplifier, dan perbaikan apa yang bisa dilakukan untuk membuat SMPS cocok dengan sirkuit audio?

Biarkan saya memberi Anda sedikit latar belakang pada diri saya ... Saya telah bekerja secara profesional di industri audio selama lebih dari 14 tahun. Saya telah merancang sirkuit untuk sebagian besar perusahaan pro-audio utama, satu perusahaan audiophile, dan beberapa perusahaan audio konsumen. Intinya adalah, saya sudah ada dan tahu banyak tentang bagaimana audio dilakukan!

SMPS dapat dan digunakan untuk sirkuit audio! Saya telah menggunakannya dari preamp mikrofon sensitif ke amplifier daya besar. Bahkan, untuk amplifier daya yang lebih besar mereka wajib. Setelah penguat mendapatkan lebih dari beberapa ratus watt maka catu daya harus super efisien. Bayangkan panas yang dihasilkan oleh amp 1000 watt jika catu daya itu hanya efisien 50%!

Tetapi bahkan pada skala yang lebih kecil, efisiensi SMPS sering kali masuk akal. Jika sirkuit analog dirancang dengan benar maka kebisingan dari catu daya akan ditolak oleh sirkuit analog dan tidak memengaruhi kebisingan audio (sangat banyak).

Untuk aplikasi yang sangat sensitif terhadap kebisingan, Anda dapat melakukan pendekatan hybrid. Katakanlah Anda memiliki ADC yang memerlukan + 5v. Anda dapat menggunakan SMPS untuk menghasilkan +6v, kemudian regulator linear super-noise rendah untuk menurunkannya menjadi +5v. Anda mendapatkan sebagian besar manfaat dari SMPS, tetapi kebisingan rendah dari regulator linier. Ini tidak seefisien hanya SMPS, tetapi mereka adalah kompromi.

Tetapi satu hal yang perlu diingat ... SMPS untuk aplikasi audio perlu dirancang dengan mempertimbangkan audio. Tentu saja Anda perlu memfilter lebih baik pada output. Tetapi Anda juga perlu mengingat detail lainnya. Misalnya, pada arus yang sangat rendah, SMPS mungkin masuk ke sesuatu yang disebut "mode burst" atau "mode terputus-putus". Biasanya SMPS akan berganti pada frekuensi yang tetap, tetapi dalam salah satu mode ini peralihan akan menjadi agak tidak menentu. Perilaku tidak menentu itu mungkin mendorong kebisingan output ke pita frekuensi audio di mana menjadi lebih sulit untuk disaring. Bahkan jika SMPS biasanya beralih pada 1 MHz, ketika dalam salah satu mode ini Anda bisa mendapatkan 10 KHz noise. Mengontrol bagaimana ini terjadi tergantung pada desain chip yang digunakan catu daya. Dalam beberapa kasus, Anda tidak dapat mengendalikannya.

Beberapa orang menganjurkan hanya menggunakan catu daya linier untuk audio. Sementara persediaan linier kurang berisik, mereka memiliki banyak masalah lain. Panas, efisiensi, dan berat adalah yang terbesar. Menurut pendapat saya, sebagian besar orang yang mengabarkan persediaan linier hanya salah informasi atau malas. Informasi yang salah karena mereka tidak tahu bagaimana menangani pasokan switching atau malas karena mereka tidak peduli untuk belajar bagaimana merancang sirkuit yang kuat. Saya telah merancang cukup perlengkapan audio dengan SMPS untuk membuktikan bahwa itu dapat dilakukan tanpa terlalu banyak rasa sakit.

Amplifier kelas D adalah catu daya switching. Mereka lebih umum hari ini dan dapat memiliki spesifikasi yang cukup bagus. Audiophools dapat mengerutkan hidung mereka ketika mereka diberi tahu bahwa sebuah amplifier adalah kelas D atau memiliki catu daya switching di dalamnya, tetapi hal semacam itu lebih sulit untuk dideteksi dalam tes buta ganda yang tepat. Dalam dunia audio, sulit untuk memisahkan sains dan hasil yang terukur dari kepercayaan agama.

Pendek:

• SMPS banyak digunakan di banyak sistem audio.

• Dalam sistem target penggemar yang sangat top-end pasokan berbasis transformator coring besi mungkin lebih disukai karena nuansa efek yang begitu halus sehingga mereka hanya dapat dideteksi atau diklaim terdeteksi oleh penggemar sejati.

SMPS secara teratur digunakan untuk memberi daya pada sirkuit audio di banyak aplikasi. Sebagian besar peralatan audio domestik mungkin menggunakan SMPS.

Sistem ujung atas untuk audiophile dapat menggunakan "transformator besi" karena manfaat aktual dan yang dirasakan. Penghapusan kebisingan untuk pasokan berbasis transformator 50 Hz dipahami dengan baik, sebagian besar energi kebisingan berada pada frekuensi rendah yang merupakan kelipatan dari frekuensi utama yang membuatnya dapat ditolak oleh teknik filter takik jika diinginkan tingkat penolakan yang sangat tinggi. Pengecualian utama mungkin dioda switching noise yang disebabkan oleh puncak saat ini ketika dioda melakukan di puncak gelombang AC, dan ini dapat sangat dikurangi dengan menyebarkan resistor dan desain yang umumnya baik.

SMPS biasanya menggunakan frekuensi switching dalam kisaran 50 kHz ke sekitar 2 MHz dan biasanya dalam kisaran beberapa ratus kiloHertz. HARUS ini lebih mudah disaring daripada kebisingan frekuensi rendah, tetapi tingkat penolakan sirkuit penguat berkurang dengan meningkatnya frekuensi dan akan sering jauh lebih buruk di atas 100 kHz dibandingkan dengan pada katakanlah 10 kHz.

Apakah pasokan SMPS yang dirancang dengan baik lebih bertanggung jawab untuk secara signifikan mempengaruhi kualitas sistem audio kelas atas terbuka untuk diperdebatkan - dan banyak debat telah dibuka tentang masalah ini. TETAPI jika pengguna BERPIKIR bahwa SMPS MUNGKIN lebih buruk daripada persediaan tradisional dan / atau jika pemasok menyatakan bahwa mereka adalah atau mungkin atau bahwa tes mendengarkan telah mengkonfirmasi bahwa mereka, maka "barang modern" bertanggung jawab untuk menjadi pecundang jika dibandingkan dengan besi persediaan cored - terlepas dari apa kenyataannya.

Peralihan catu daya sedang digunakan pada tingkat yang semakin meningkat di banyak aplikasi. Tentu saja aplikasi audio seukuran dinding menggunakan pengalih sesering mungkin. Saya pikir faktor utama yang membatasi adopsi switching pasokan secara historis adalah fakta bahwa sementara sebagian besar sistem audio tidak melewati frekuensi yang sangat tinggi (misalnya lebih dari 100KHz) dalam hal apa pun yang menyerupai mode yang berguna, kehadiran frekuensi tersebut pada input ke tahap audio dapat menyebabkan distorsi pada output. Terutama dalam konfigurasi penguat umpan balik, penolakan noise catu daya lebih baik pada frekuensi rendah daripada frekuensi tinggi. Oleh karena itu, noise frekuensi tinggi pada penyediaan satu tahap audio dapat menyebabkan distorsi pada tahap audio berikutnya. Meskipun 60Hz noise dengan sendirinya akan jauh lebih terdengar daripada 100KHz,

Saya yakin bahwa dengan pengalih waktu akan menjadi lebih lazim dalam perlengkapan audio, meskipun inersia pemasaran dapat mencegahnya terjadi secepat yang ideal dari sudut pandang murni teknis. Jika pelanggan mengaitkan transformer kikuk besar dengan peralatan audio berkualitas, dan melihat produsen yang lebih sensitif menggunakan switcher, mereka mungkin menganggap switchers sebagai "murah", terutama mengingat bahwa beberapa perangkat yang terdengar bagus dengan suara kutil dinding berbasis transformator 60 Hz. payah ketika ditenagai oleh kutil dinding switch-mode murah yang memiliki spesifikasi nominal yang sama.

Switch Power Power Supply (SMPS) yang diproduksi secara massal murah dengan penyaringan yang buruk dan penolakan EMI / RFI yang buruk telah merusak reputasi SMPS di dunia audio Hi-Fi. Dibutuhkan beberapa SMPS berkualitas tinggi dalam peralatan kelas atas untuk mengatasi kerusakan yang telah dilakukan. Tetapi tidak ada alasan bagus mengapa SMPS tidak dapat digunakan untuk memberi daya pada sirkuit audio, besar dan kecil.

Banyak perusahaan audio band tinggi sekarang menggunakan SMPS karena berbagai alasan, tidak semua tetapi sebagian besar karena

• (A) Berat inti besi / transformator belitan tembaga
• (B) Efisiensi kopling antar belitan {yaitu rugi daya}
• (C) Biaya aktual tembaga akhir-akhir ini

Siapa pun yang pernah bekerja dengan sistem PA daya tinggi akan tahu bahwa semakin besar penguat (600W ke 1Kw dan di atas sekarang adalah umum) berat dan berukuran besar agar sesuai dengan case rack mount road standar Anda.

Catu daya linier standar menghasilkan apa pun dari voltase rel plus dan minus 75 dan lebih dari 'Tetap ". Setiap' daya 'dari catu yang tidak digunakan akan" dijatuhkan "ke dalam heatsink.

Misalnya, penguat 1 kilowatt yang hanya beroperasi pada 10% akan kehilangan lebih banyak energi karena panas daripada penguat yang sama yang berjalan di 90%.

Beberapa produsen audio telah mengambil keuntungan dari hal ini dan menggunakan sirkuit pendeteksi input untuk memvariasikan tegangan output dari catu daya untuk hanya menyediakan level rel suplai yang diperlukan sebagaimana diperlukan. Beralih di antara 4 dan 10 kali frekuensi audio, (artefak HF apa pun dapat dengan mudah disaring keluar dari catu daya DC)

Perpindahan cepat ini memvariasikan tegangan output dari, katakanlah, plus dan minus 30V untuk sinyal level rendah, hingga plus dan minus 90V (atau lebih tinggi, tergantung pada desain FET / Transistor). Karena efisiensi SMPS, ini sangat mengurangi biaya dan berat penguat karena tidak ada lagi benjolan besar baja dan tembaga untuk dibawa-bawa, tetapi juga tidak ada heatsink aluminium besar untuk menghilangkan kehilangan daya yang besar, atau kipas besar diperlukan untuk memindahkan udara yang cukup di sekitar mereka.

Kecuali disaring dengan buruk, tidak ada "catu daya" yang akan berdampak pada kualitas audio amplifier apa pun baik itu linier atau digital. Tegangan adalah tegangan; datar dan bebas riak dalam bentuk apa pun: setelah itu desain amplifier yang menentukan kebisingan dan distorsi