一個朋友告訴我,如果在輸出之前放置線性穩壓器,則任何開關PSU的噪聲都可以衰減。是真的嗎?
例如,如果我想為放大器的+ -12 V運算放大器供電,我可以使用開關電源(SMPS),例如噪聲15 V輸出,然後從SMPS輸出饋送給 LM7812和LM7912。
與以前相比,LM7812和LM7912的輸出具有非常低的噪聲
如果輸入為真,那麼這真是太了不起了,因為不再需要使用變壓器。
使用A類變壓器的重型PSU是否真的正確?和B放大器不再需要?
一個朋友告訴我,如果在輸出之前放置線性穩壓器,則任何開關PSU的噪聲都可以衰減。是真的嗎?
例如,如果我想為放大器的+ -12 V運算放大器供電,我可以使用開關電源(SMPS),例如噪聲15 V輸出,然後從SMPS輸出饋送給 LM7812和LM7912。
與以前相比,LM7812和LM7912的輸出具有非常低的噪聲
如果輸入為真,那麼這真是太了不起了,因為不再需要使用變壓器。
使用A類變壓器的重型PSU是否真的正確?和B放大器不再需要?
是的,的確,在SMPS(開關模式電源)之後添加線性穩壓器可以降低噪聲,但是仍然需要小心。結果可能非常好,但結果可能不如使用市電變壓器和線性穩壓器好。
請考慮Fairchild的通用 LM7805 5V穩壓器。該穩壓器的“紋波抑制”指標最低為62 dB。 “紋波”是輸入噪聲但,通常與經過整流和平滑的電源輸入的兩倍電源頻率變化有關。這就是噪聲降低了10 ^(dB_noise_rejection / 20)= 10 ^ 3.1〜= 1250:1,也就是說,如果輸入端有1伏的“紋波”,則輸出端的噪聲將降至1 mV。 但是被指定為120 Hz =美國市電頻率的兩倍,並且沒有給出用於降低高頻噪聲的規格或圖表。
NatSemi的功能相同的 LM340 5V穩壓器在120 Hz時具有更好的規格(最小68 dB,典型80 dB = 2500:1至10,000:1)。
但是,NatSemi還提供了更高頻率下典型性能的圖表(第8頁的左下角)。
。
可以看出,對於5V輸出,紋波抑制比在100 kHz時降至 48dB (= 250:1)。還可以看出,它以大約每十年10 dB的線性下降(10 kHz時60 dB,100 kHz時48 dB)。將其外推至1 MHz可以在 1 Mhz(〜= 60:1降噪。)下獲得36 dB的噪聲抑制。不能保證將這一頻率擴展到1 MHz是現實的,但實際結果不會是真實的。比這要好,並且(應該)不會更糟。
由於大多數(但不是全部)sps電源在100 kHz至1 MHz範圍內工作,因此可以推斷出在100-1000 kHz範圍內,對於基本噪聲,噪聲抑制將在50:1至250:1的範圍內頻率。但是,smsp的輸出頻率將不同於其基本開關頻率,通常更高。由於變壓器中的漏感或類似情況,可能會在開關邊緣產生非常細的快速上升尖峰,其衰減將比低頻噪聲小。
如果您自己單獨使用smps,通常會期望提供某種形式的輸出濾波,並使用帶有線性“後置穩壓器的無源LC濾波器會增加其性能。
與LM340相比,您可以獲得的線性穩壓器的紋波抑制效果更好或更壞-從上面的內容可以看出,兩個功能相同的IC的規格可能有所不同。該主題太複雜了,無法做更多的事情,但在互聯網上(以及過去的堆棧交換答复)在這個主題上有很多好處,其中包括正確使用接地層,分離,最小化電流迴路的面積,不會破壞電流返迴路徑,確定大電流流動路徑,並使它們短並遠離電路的噪聲敏感部分(甚至更多)。
所以-是的,線性穩壓器可以有助於減少smps輸出噪聲,並且可能足夠使您可以通過這種方式直接為音頻放大器供電(也許許多設計都可以這樣做)。 但是,線性穩壓器在該應用中並不是“靈丹妙藥”,而且良好的設計仍然至關重要。
線性穩壓器的帶寬受限。高頻通過。在紋波抑制中發現調節器對頻率的阻尼效果如何。查找LM317數據表並蒐索紋波抑制比與頻率的關係圖:
這取決於負載電流,輸入和輸出電壓,而且顯然還取決於負載電流,輸入和輸出電壓。 Adj引腳上的電容器。而且它在頻率上迅速下降。大多數規格都是在低頻下完成的,因此在變壓器(很可能是100Hz或120Hz的紋波)之後可以完美工作。
如果您現在得到的是典型的SMPS,它可能會以幾百kHz的頻率切換。顯然,在調整引腳上帶有10uF電容器的LM317在100kHz時只能管理40dB,在1MHz時只能管理20dB。 1 MHz 1 V pp sub>紋波仍將通過0.1V pp sub>紋波。在更高的頻率下,它只會變得更糟,並下降到0 dB,既沒有放大也沒有衰減。 LDO的穩定性較差,因此通常在紋波抑制方面不如後者。
或者,您可以使用LC濾波器來衰減高頻噪聲。但是請注意,LC濾波器的諧振頻率可能會衰減某個頻率數十倍!
我看不到(除非您的調節器振盪)線性調節器會放大噪聲。當然,它總是會增加頻譜噪聲(溫度噪聲,閃爍噪聲等),但是晶體管,電阻器,運算放大器,二極管等也會如此。
但是,因為您在談論音頻,我想補充一點具體情況:
就像漢斯說的那樣,線性穩壓器不會阻止SMPS產生的HF噪聲。如果使用電容器和線圈等無源元件,則可以過濾。因為涉及的頻率比100Hz的紋波高很多,所以在傳統的電源中就不必使用它了,因此不需要那麼大的電解槽。 (這些電解電容必須很大,因為它們通常是“調節”整流電壓的唯一方法。)
因此,無源去耦就是這個詞。如果您真的想使用線性穩壓器,則可以使用 LDO ,因為其輸入電壓不會變化。
順便說一句,您的SMPS當然仍然需要變壓器,否則您的放大器可能會給您帶來震撼的體驗。但是您可以使其比傳統的小很多。
您需要做的主要事情是正確地跟踪路徑。如果將音頻信號連接到SMPS旁邊的地面,然後在之後加上一個線性調節器,則對您沒有任何好處。您需要“流水線”從一級到另一級的接地走線,並將音頻電路連接到線性穩壓器輸出端的接地。
電線不是完美的導體,流經接地節點的嘈雜電流會導致電壓波動。使用起伏的地面作為音頻參考,意味著起伏成為信號的一部分。
環形扼流圈&低ESR電容還可以減少紋波,這可能更容易減少40 db或更多。&不需要LDO穩壓器。
http://cds.linear.com/docs/zh-CN/application-note/an101f.pdf
這裡有一些支持羅素(Russell)選項的更多信息已經詳細解釋了。
我所附加的文章的第(9)頁絕對值得一提,因為鐵氧體磁珠的特性曲線是高頻阻尼的另一個出色考慮,但很少使用。
沒有魔術子彈,鐵氧體的有用應用窗口要比普通的LC或RC電路小,因為它的影響不那麼劇烈,但最大的收穫是它對阻抗的影響而沒有與之相關的常見副作用。鐵氧體可以在另外兩個選項中使用並在適當的位置對穩定性產生異常的影響。
正如彼得之前所問的,關於可聽噪聲,在一個20hz的可聽頻帶內進行濾波是非常正確的。 -20khz;可以使電源非常實用的快速方法。我們一直在吉他放大器的RC濾波器中看到這一點。根據我的經驗,尤其是在音頻儀表放大器方面,只有當端>>工程師實際上是傳統的輸出變壓器,其截止頻率通常在20khz-10khz之間,然後耦合到傳統的金屬框架揚聲器時,這一點才會變得更加正確。與吉他一樣,這些揚聲器通常會衰減至8Khz左右的截止頻率。
因此,即使在100kHz的噪音下,我們也開始抬起眉毛,這不值得。
但是在實踐中卻是另一回事,因為眾所周知,基本的頻率往往不會給人帶來任何好處,並且自然會產生自身的諧波,一直延伸到可聽範圍。如果基頻固有地是噪聲,則這將成為一種難以捉摸的控制措施,因為它常常包含一個以上的基頻,並且同時使用RC和LC濾波器可以通過改變噪聲的“音調”來產生推卸效應。對待它。因此,您可以看到這些效果在紙上產生亂跑的難易程度。
因此,要適應這種情況,有時可以很容易地了解我們所選擇的IC的特性,或者進入任何合適的IC我們選擇的電源設計的固有特性。此後,確保在可聽頻率,和高階頻率中均以相等的考慮來接近噪聲會產生深刻的結果。