題:
音頻電路可以由開關電源供電嗎?
Rob Kam
2012-07-27 21:06:47 UTC
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大多數音頻電路由大型笨重的變壓器供電,平滑後的紋波很小。 SMPS更小,更高效。可以用金屬外殼屏蔽EMI,並對輸出進行濾波以抑制噪聲。

特別是在要進一步調節功率的地方。為什麼在音頻電路中不使用開關電源,例如功率放大器,為了使SMPS適合音頻電路,可以做哪些改進?

大多數音頻電路由大型笨重的變壓器供電是完全錯誤的。一些舊的和一些audiophool的,但是那是少數。手機和便攜式音樂播放器可能是當今“最多”的音頻電路,如果其中超過1%(慷慨的)使用線性電源,我會感到驚訝,因為必須有效使用有限的電池電量。
六 答案:
user3624
2012-07-27 22:58:57 UTC
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讓我為您提供一些自我介紹的背景...我從事音頻行業已有14年以上的專業經驗。我已經為大多數主要的專業音頻公司,一家發燒友公司和多家消費類音頻公司設計了電路。關鍵是,我到過那裡並且對音頻的處理方式了解很多!

SMPS可以用於音頻電路!從靈敏的麥克風前置放大器到巨大的功率放大器,我都使用了它們。實際上,對於較大的功率放大器,它們是強制性的。一旦放大器的功率超過數百瓦,那麼電源就必須超級高效。想像一下,如果電源效率只有50%,那麼1000瓦的放大器產生的熱量!

但是,即使規模較小,SMPS的效率通常也很有意義。如果正確設計了模擬電路,則電源噪聲會被模擬電路抑制,並且不會對音頻噪聲產生很大影響。

對於那些對超噪聲敏感的應用,您可以做一個混合的方法。假設您有一個需要+ 5v的ADC。您可以使用SMPS生成+ 6v,然後使用超低噪聲線性穩壓器將其降至+ 5v。您可以獲得SMPS的大部分好處,但線性穩壓器的噪聲卻很低。它不僅僅具有SMPS的效率,但這些都是折衷方案。

但要記住一件事...用於音頻應用的SMPS必須在設計音頻時考慮到。當然,您需要對輸出進行更好的過濾。但是您還需要記住其他細節。例如,在非常低的電流下,SMPS可能會進入“突發模式”或“不連續模式”。通常,SMPS將以固定頻率進行切換,但是在這些模式之一中,切換將變得有些不穩定。這種不穩定的行為可能會將輸出噪聲推入音頻頻帶,從而使其難以過濾。即使SMPS通常以1 MHz進行切換,在這些模式之一下,您也可能會得到10 KHz的噪聲。控制這種情況的發生取決於電源使用的芯片的設計。在某些情況下,您無法控制它。在那種情況下,您別無選擇,只能使用其他芯片或使用混合方法。

有人主張只使用線性電源來音頻。儘管線性電源的噪聲較小,但它們還有許多其他問題。熱量,效率和重量是最大的問題。我認為,大多數講線性供應的人要么是誤會,要么是懶惰。錯誤的消息是因為他們不知道如何處理開關電源,或者是懶惰的,因為他們不關心學習如何設計魯棒的電路。我已經使用SMPS設計了足夠的音頻設備,以證明可以輕鬆完成這項工作。

+1-這是此網站上最好的答案之一!您以廣泛的方式解決了大多數問題和方法,同時仍提供了足夠的詳細信息以允許OP Google在需要的地方更多。這就像幾十年中總結的幾十年的經驗。
+1。我已經“恢復”了許多老式音頻放大器,而且我總是用SMPS替換了原來的鐵芯變壓器電源,因為找不到原始或等效的變壓器。從來沒有一個問題。
您可以通過使用多抽頭的電源變壓器並進行電源開關來構建不帶開關電源的超大型大功率放大器。您可以得到與SMPS設計相似的效率,儘管以大型50 / 60Hz電源變壓器為代價。
Olin Lathrop
2012-07-27 23:30:04 UTC
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D類放大器 i>是開關電源。這些天來比較常見,並且可以具有相當好的規格。音頻放大器被告知是D類放大器或內部具有開關電源時,它們可能會皺鼻子,但是在適當的雙盲測試中很難發現這種情況。在音頻世界中,很難將科學和可衡量的結果與宗教信仰區分開來。

Audiophools:D ...我已經挑逗了其中的幾個,在他們的非//銥/鉑信號電纜和用... ahem製成的“電纜”之間進行雙盲測試。我不知道這是怎麼回事。用英語叫:這是我們在意大利使用的UNI-CIG鋼管,用於將廚房烤箱連接到燃氣插座。我的“電纜”贏得了大約80%的測試……當他們看到我的“電纜”的製作方法時,我會永遠記住他們的面孔:-)他們再也沒有談論過“神秘的”音頻:-)
+1-絕對是-也是音樂家,這使我發瘋,聽著關於音響設備的神話傳說。就像一整套完全獨立的物理定律適用於此領域:-)我可以完全理解工程師為什麼設計閥門,大型重型變壓器,金線等-因為它們的價格高得驚人。當您可以設計一個總諧波失真率為2%的效率低下的怪獸並以5,000英鎊的價格出售時,為什麼還要構建一個可以出售花生的高效,高性能的放大器呢?
說了這麼多,其中的一些還是有道理的,特別是在需要失真/不穩定的情況下-我曾經擁有的所有吉他放大器都帶有閥門,這僅僅是因為我比從固態揚聲器獲得的任何失真都更喜歡失真狀態或效果踏板。各種各樣的數字模擬耳放聲音,但要準確地(例如以數字或晶體管方式)重現閥放大器在不同條件下可能產生的細微諧波效果可能很難。
@OliGlaser ....工程師?設計大型重型變壓器? a!這是完美的深奧音頻設備!製成...絕對沒有:http://www.lessloss.com/blackbody-p-200.html :-)
@Axeman-哇,那是純粹的營銷天才。我喜歡閱讀此類物品的產品說明和評論-這是“黑體”評論的摘錄:`我發現了ORANGE PAPER(未打蠟的)不干膠標籤點(您在文具店找到的色點)文檔,文件夾,文件等)在提高聲音質量方面極為有效。其他顏色只是不能切割,更糟糕的是藍色和綠色。`橙色貼紙只要25英鎊。
“ D級或內部有開關電源,但在適當的雙盲測試中很難發現這種情況”……***如果***設計正確。設計不良的切換器比設計不良的線性解決方案會遇到更嚴重的問題,這就是為什麼它們的聲譽不好。
Russell McMahon
2012-07-27 22:17:30 UTC
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簡短:

  • SMPS在許多音頻系統中被大量使用。

  • 在針對高端發燒友的系統中,基於鐵芯變壓器的電源可能是首選,因為實際上存在細微差別,以至於只能被發現或聲稱是細微差別被真正的愛好者發現。


SMPS通常在許多應用中為音頻電路供電。多數家用音頻設備可能都使用SMPS。

發燒友的高端系統可能會使用“鐵變壓器”,因為這有實際或實際的好處。眾所周知,基於50 Hz變壓器的電源的噪聲消除是有效的,大多數噪聲能量是在低頻下進行的,低頻是主頻率的倍數,因此,如果需要驚人的高抑制水平,則可以通過陷波濾波器技術進行抑制。主要的例外可能是當二極管在AC波形的峰值處導通時電流峰值引起的二極管開關噪聲,這可以通過擴展電阻器和通常良好的設計來大大降低。

SMPS通常使用開關頻率頻率範圍在50 kHz至2 MHz之間,通常在幾百千赫茲範圍內。與低頻噪聲相比,這些 SHOULD 更容易被濾除,但是放大器電路的抑制水平會隨著頻率的升高而降低,並且在100 kHz以上時,與10 kHz時相比,通常會更差。

設計合理的SMPS電源是否更容易顯著影響高端音頻系統的質量,尚有待商--有關該主題的討論也很多。但是,如果用戶認為SMPS可能比傳統供應差,並且/或者如果供應商聲明他們是或可能是,或者聽力測試已經證實他們是鐵礦石,那麼與鐵相比,“現代東西”可能會成為輸家核心供應-不管現實是什麼。

有趣的是,您的回答如何使我稍微回想起電子管與晶體管聲音的討論。
@Jippie-:-)。我有意識地避免說“無氧銅”或“晶體結構”,或談論電纜中絞線的纏繞層構型。
supercat
2012-07-27 22:18:32 UTC
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在許多應用中,開關電源越來越多地被使用。當然,壁掛大小的音頻應用程序很少使用切換器。我認為,歷史上限制採用開關電源的一個主要因素是,儘管大多數音頻系統不會以任何類似於有用的方式通過非常高的頻率(例如,超過100KHz),但在輸入到音頻級可能會導致輸出失真。特別是在反饋放大器配置中,低頻時的電源噪聲抑制要比高頻時更好。因此,一個音頻級電源上的高頻噪聲很容易在隨後的音頻級中引起失真。儘管60Hz噪聲本身比100KHz的聲音可聽得多,但60Hz電源紋波的影響可能不如100KHz電源紋波的影響嚴重。

我敢肯定,使用時間切換器從純粹的技術角度來看,行銷慣性可能會阻止這種情況的發生,這將在音頻設備中變得更加普遍,儘管行銷慣性可能會阻止這種情況的發生。如果客戶將笨重的大型變壓器與高質量的音頻設備相關聯,並且看到對成本敏感的製造商使用切換器,他們可能會認為切換器是“便宜的”,尤其是考慮到某些設備聽起來像基於60Hz變壓器的壁疣聽起來不錯由標稱規格相同的廉價開關式壁式疣提供動力時,皮膚會皺縮。

Jonathan Rackowe
2014-10-24 20:47:27 UTC
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便宜的批量生產的開關模式電源(SMPS)濾波效果差且EMI / RFI抑制性能差,損害了SMPS在Hi-Fi音頻世界中的聲譽。高端設備將需要一些高質量的SMPS來克服已經造成的損害。但是,沒有充分的理由不能將SMPS用來為各種大小的音頻電路供電。

Terry Penman
2015-02-26 14:12:01 UTC
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許多高頻段音頻公司現在使用SMPS的原因有很多,並非全部,但主要是因為

  • (A)鐵芯/銅繞組變壓器的重量
  • ( B)繞組之間的耦合效率{即功率損耗}
  • (C)如今,銅的實際成本

曾經使用過大功率PA系統的任何人都會知道放大器越大(現在普遍在600W至1Kw或更高)的尺寸,使其既笨重又大,可以放入標準機架安裝的路箱中。

標準線性電源可提供正負軌之間的一切電壓達到75或以上的“固定”。電源中未被使用的任何“功率”都會“滴入”散熱器。

例如,運行功率僅為10%的1千瓦放大器將損失比以90%運行的同一放大器更多的能量為熱量。

一些音頻製造商已經利用了這一優勢,並使用輸入檢測電路來改變電源的輸出電壓,僅提供必要的功率。所需的供應導軌邊緣。在音頻的4到10倍之間切換(可以輕鬆過濾掉任何HF干擾,從直流電源中過濾掉)

這種快速切換可將輸出電壓從正負30V改變為低電平信號,正負90V(或更高,取決於FET /晶體管的設計)。由於SMPS的效率,這大大降低了放大器的成本和重量,因為不再有大量的鋼和銅塊散落在周圍,而且也沒有巨大的鋁製散熱器來消除巨大的功率損耗,也沒有那些大風扇

除非過濾效果差,否則“電源”對線性或數字放大器的音頻質量都不會產生影響。電壓是電壓;平坦且無任何波紋:在那之後,放大器的設計決定了噪聲和失真



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