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那曲變壓器紋波引起的音響電流噪聲的解決方法

2019-04-26 點擊量:403 字體:
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那曲變壓器紋波引起的音響電流噪聲的解決方法

那曲變壓器(包括AC/DC轉換器、DC/DC轉換器、AC/DC模塊和DC/DC模塊)與線性電源相比較,最突出的優點是轉換效率高,一般可達80%~85%,高的可達90%~97%;其次,那曲變壓器采用高頻變壓器替代了笨重的工頻變壓器,不僅重量減輕,體積也減小了,越來越多的作為音響視聽設備的供電電源。但由于其開關管工作于高頻開關狀態,輸出的紋波和噪聲電壓較大,一般為輸出電壓的1%左右(低的為輸出電壓的0.5%左右),最好產品的紋波和噪聲電壓也有幾十毫伏(mV)。盡管那曲變壓器的工作頻率遠超過人類的聽力范圍,但它們在特定的負載條件下仍會產生音頻噪聲。由此帶來的電流聲偏大一直是很多工程人員在設計過程中頗為頭疼的難題。
那曲變壓器噪音來源于PCB設計/電路振蕩/磁元件三方面:

1)電路振蕩,電源輸出有很大的低頻穩波。多是電路穩定余度不夠引起。理論上可以用系統控制理論中的頻域法/時域法或勞斯判據做理論分析?,F在;可以用計算機仿真方法方便的驗證電路穩定性,以避免自激振蕩發生,有多款軟件可以用。對于已經做好的電路,可以增加輸出濾波電容或電感/改變信號反饋位置/增加PI調節的積分電容/減少開環放大倍數等方法改善。

2)PCB設計

A)主要是EMI噪音引起,射頻噪音調整PI調節器,使輸出誤差信號中包含擾動。主要查看高頻電容是否離開關元件太遠,是否有大的C形環繞布線等等...

B)控制電路的PCB線至少有兩點以上和功率電路共用。PCB覆銅線并非理想導體,它總是可以等效成電感或電阻體,當功率電流流過了和控制回路共用的PCB線,在PCB上產生電壓降落,控制電路各節點分散在不同位置時,功率電流引起的電壓降對控制網絡家入了擾動,使電路發出噪音。這顯現多發生在功率地線上,注意單點接地可以改善。

3)磁元件

磁材有磁至應變的特點,漆包線也會在泄露磁場中受到電動力的左右,這些因素的共同作用下,局部會發生泛音或1/N頻率的共振。改變開關頻率和磁元件浸漆可以改善。

下面就自己在產品應用過程中關于這方面的心得和大家分享一下。
問題分析:
揚聲器在那曲變壓器供電,無信號輸入情況下,輸出端可以聽到明顯的電流聲,而當使用直流穩壓電源或電池供電時,則電流聲極小,耳朵貼近揚聲器都很難感覺得到。經過測試分析,電流聲與供電電源有很大的關系:那曲變壓器的紋波造成的。

解決方案:
在音頻功放IC電源前端加一個LC濾波電路(如下圖所示)


經過驗證,在功放IC電源前端增加該LC濾波電路后,使用那曲變壓器供電時,從揚聲器聽到的電流噪聲極小,有非常大的改善。
注:我們使用的電感是繞線電感,電容是1000uF/16V電解電容(體積較?。?,若L和C中的任意一個數值增大,電流聲都會得到更多改善。

為什么那曲變壓器做音響的電源有噪音?
那曲變壓器要比變壓器-整流器-穩壓電路好的多,其振蕩頻率在1000KHZ以上,人耳沒有可能聽到,諧波頻率更高,但它有一個最大間題就是那曲變壓器代負載能力的間題,大功率的那曲變壓器到現在為止還是一個研究課題.以我看音響的http://ganzi.gjttw.com/電源有噪音的原因如下一,由于那曲變壓器代負載能力不夠,使功放輸出級OCL電路產生了交越失真二,由于那曲變壓器代負載能力不夠,過載使電源本身處于要停振的狀態,振蕩頻率下降到10-100KHZ時產生的干擾,同時輸出電壓下降很大,對功放的各部分電路都有影響建議你在做功放輸出級OCL電路時用小功率的對管試一試。




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