На главную страницу
Rambler's Top100
Книги, статьи ... Выставки, тесты, шоу... Конференция, ее архивы, участники, большой путь... Самодельные конструкции, схемы ... Ссылки, команда сайта ...

Электронное
периодическое издание

        Вопросы и ответы, справочники ...  

 

Коммутационные помехи

  • AK: А может кто обмерял уровень излучений от мостика на 50 Гц?
  • MZ: Транс сетевой, выход 2*18в средняя точка на землю, с концов весит два говенных диода типа д242 или подобных (с винтом, точную марку не помню). Hагружено на банку 10000 на 40в. опсля стоит супер стабизатор на россыпи, при токе до 3А просадок не удается измерить. Пульсации на уровне 2мВ. Больше 3А транс не держит. Выход 12В. Цепляем к нему авто приемник от M412. Пока питальник включен, приемник неможет поймать HИ ОДHОЙ станции, посколько весь СВ/ДВ диапазон забит помехами. Выключаем питальник, секунд 10 (пока банка держит) ловит изумительно и почти без шумов.
  • AZ: Хе! А ты заземли (хотя бы на батарею) этот приемник. Удивишься. А вообще, как все запущено... Придется рассказать чуток теории.

Hаблюдаемый эффект - это т.наз. коммутационные помехи. Между обмотками трансформатора есть довольно приличная паразитная емкость - до нескольких сотен пик. У вторичной обмотки есть индуктивность рассеяния (у первички тоже, но она здесь неактуальна; порядок величины я не помню, но это не суть важно). В итоге получается, что средняя точка вторички, т.е. "земля" схемы, подключена к одному из проводов сети через последовательную LC-цепочку, частота резонанса которой, обычно, ниже ДВ. То есть, фактически, емкость на частотах ДВ-СВ имеет малый импеданс, а индуктивность - большой; фактически, по ВЧ земля схемы оказывается "в воздухе". Это пока диоды закрыты. Когда открывается один из диодов, тот, который подключен к началу вторички, он своим малым дифференциальным сопротивлением закорачивает индуктивность рассеяния вторички, земля схемы, таким образом, подключается к тому сетевому проводу, к которому подключен конец первички. Подключается через ту самую межобмоточную емкость, причем коротко.

Когда открывается второй диод, имеют место быть более сложные эффекты, в которых участвуют собственные емкости обмоток, емкости каждой из обмоток на сердечник, индуктивность рассеяния первички и т.п. Собственно, они присутствуют и в первом случае, но в существенно меньшей степени.

Получается, что за период сетевого напряжения дважды _существенно_, хоть и по-разному меняется эффективность антенны - пока диодыы не проводят, антенна действует в гордом одиночестве, как открывается один из диодов, к входным цепям приемника подключается противовес в виде сетевых проводов. Таким образом, ВЧ сигнал на входе приемника очень сильно модулируется сетевыми 50гц. Если приемник не очень хороший, промодулированный таким образом сигнал соседней мощной станции запросто может "забить" весь диапазон, причем модуляции самой станции практически не будет слышно, все забивается 50гц.

Все это изложено достаточно грубо, детальный анализ существенно сложнее, но для того, чтобы понять суть происходящего, думаю, этого хватит.

Подобный эффект иногда наблюдается и в усилителях - антенной здесь работают межблочники, детектором - нелинейности схемы, перегруженной посторонним ВЧ-сигналом. Есть и другие пути проникновения подобных помех в усилитель, например, через земляные петли, образованные емкостями трансформаторов питания разных блоков и т.п.

Лекарство от этого давно известно - надо подключить параллельно каждому из диодов выпрямителя емкость, которая на 2-4 порядка превосходит все паразитные емкости трансформатора. Конкретно, в вышеотквоченном случае я бы прицепил к диодам по конденсатору К73-17 1 мкф 63 в. В тяжелом случае можно еще добавить по штучке ВЧ-керамики, что-нибудь вроде 0.01 мкф.

Да, еще от этого помогает межобмоточный экран, в виде незамкнутого витка из фольги. А еще лучше пользовать эти меры в комплексе - эффективность каждой из них, все-таки, не 100%...

Раз уж я заморочился на такой титанический труд, :) расскажу еще о влиянии скоростных характеристик диодов. Итак, когда через диод течет прямой ток, в его P- и N-областях накапливаются неосновные носители - в P-области накапливаются электроны, в N -дырки. Когда напряжение, вызывающее этот ток снимется, избыточные ностиели должны куда-то деться, ибо, при перемене полярности, они двинутся в обратном направлении и через диод потечет обратный ток, сравнимый по величине с прямым.

С "медленными" диодами, типа тех самых Д242, так и происходит: по мере роста отрицательной разности потенциалов анода и катода этот ток нарастает до значительной величины, а потом, когда эти избыточные носители кончатся, очень резко прекращается. Спектр этого спада тока _очень_ широкий - ДВ-СВ перекрываются запросто.

Если же применять "быстрые" диоды, неосновные носители успевают рассосаться еще пока напряжение на диоде проходит запрещенную зону, т.е., пока разность потенциалов анода и катода спадает от 0.6в до нуля и, когда она станет отрицательной, никакого тока уже не появится.

Кроме замены диодов на более быстрые, от этой беды в некоторой степени также помогают те самые конденсаторы, подключенные параллельно диодам. Опять же, эти меры лучше применять в комплексе. В частности, в вышеотквоченном случае я бы, в дополнение к конденсаторам, заменил диоды на КД213 - те же 10А, вольт побольше будет, и частота без снижения режима - 100кгц.

И, наконец, еще один эффект. Если фильтр начинается с емкости, то ток через диоды выпрямителя течет короткими импульсами, имеющими также достаточно широкий спектр. Hедавно Саша Торрес постил то ли в .SCHEMES, то ли в .OTHER осциллограммы тока потребления 19-дюймового монитора, картинка весьма показательная. Если еще учесть, что в том мониторе, скорее всего, последовательно с выпрямителем стоит еще резистор на несколько ом (5-10), а в обычных БП с трансформатором их, чаще всего, не ставят, то эти импульсы будут еще Уже и больше по амплитуде. Эти импульсы будут, во-первых, "стучать" по индуктивности рассеяния транса, соответственно, транс будет сифонить в пространство магнитным полем; во-вторых, они будут вызывать заметные падения напряжения даже на коротких и толстых проводниках, в результате, при малейшем нарушении "правильности" разводки земли полезет фон 100гц, причем найти, где он пролезает, будет очень трудно. Лекарств от этого три: 1) резистор, включенный последовательно с выпрямителем, 2 ) фильтр, начнающийся с дросселя и 3) очень грамотное проектирование и изготовление силовика, разводки цепей выпрямителя и земель и всего комплекса в целом. Два первых лекарства друг с другом несовместимы, да и не всегда применимы вообще. Зато оба они прекрасно дополняют третье, которое, впрочем, и само может неплохо помочь.:)

Резюмирую. Выпрямитель на п/п диодах следует строить так:

  • сетевой транс должен иметь экран, отделяющий сетевую обмотку от остальных (в скобках замечу, что трансу на торе не натрет и экран, отделяющий сетевую обмотку от сердечника. В общем-то он и обычному трансу не натрет, но ему, обычно, хватает того, что сам сердечник, чаще всего, оказывается в некоторой степени заземленным);
  • диоды должны быть достаточно быстрыми. Ключевая фраза в паспорте (даташите): "Частота без снижения режима - 50 кгц" (лучше - 100 кгц);
  • параллельно каждому из диодов выпрямителя следует подключить по бумажному или пленочному конденсатору с емкостью на несколько порядков (не менее 2) превышающей все паразитные емкости трансформатора. В тяжелом случае можно еще добавить по керамическому ВЧ-конденсатору;
  • если это возможно (например, в источнике анодного питания лампового агрегата), следует включить последовательно с выпрямителем резистор с небольшим сопротивлением, либо вообще начинать фильтр питания с дросселя;
  • надо _очень_ внимательно подходить к разводке или пространственному расположению _всех_ цепей выпрямителя, начиная от транса и кончая первой (единственной) банкой фильтра, особенно земляную их часть. Hи в коем случае нельзя допускать больших петель, растекания блуждающих токов и т.п. Провода от обмотки силовика к диодам выпрямителя надо свить (если, как в вышеотквоченном, есть отдельный провод, идущий прямо от транса к банке фильтра, то его надо тоже свить туда же), провода идущие от выпрямителя к банке фильтра тоже надо свить, схемную землю можно брать _только_ непосредственно с соответствующего вывода банки фильтра. То есть на, допустим, минус, банки приходят два провода: один - минус выпрямителя и второй - земля дальше. Если в фильтре употребляется дроссель, то первую банку фильтра вообще следует изолировать от кузова, землю брать со второй, а первую подключить к этой земле проводком.
  • Hу и еще много всякого разного....

А. Забайрацкий.
SU.HARDW.AUDIO, 2:5084/38.8 Sat 17 Nov 01 07:03

Rambler's Top100
TopList
Мир DVD
© "Мир Audio", 2002г. Все материалы являются собственностью редакции. Перепечатка или воспроизведение их любым способом полностью или по частям допускается только с письменного разрешения редакции.