alexcp
Ну, что у нас плохого?
Добавил к своему НаПаЛму балансный вход:
Сподвигла меня на это несложная оценка. Скажем, слушаю я музыку на одном ватте на 8-омной акустике. На выходе уся 3 вольта скв, на входе, соответственно, 300мВ. Предположим, искажения+шум уся 0.0001%, что эквивалентно 300 нановольтам на его входе. Подключим источник сигнала обычным экранированным проводом с разъёмами RCA. Пусть сопротивление оплётки и разъемов будет 0.1 ом. На таком сопротивлении 280 нановольт упадет, если ток через нее будет 3 микроампера. Есть ли у меня уверенность, что паразитные токи между общим проводом источника и землей уся меньше 3мкА? И даже если меньше, зачем добавлять этот шум в полезный сигнал и разбазаривать высокую верность воспроизведения, которую обеспечивает сверхлинейный усь? Правильный балансный вход позволяет эффективно бороться с такими проблемами, и не только с ними. Балансный вход прекрасно работает и с не-балансными источниками сигнала, хотя при этом не в полной мере реализуются его преимущества.
Пара слов про терминологию. Любое напряжение - это разность потенциалов между двумя точками, скажем (+) и (-). Дифференциальный вход (выход) - это такой, в котором и (+), и (-) присутствуют явно, а не спрятаны в общий провод. Для дифференциального входа/выхода необязательно иметь две копии схемы для (+) и для (-) - сигнал-то один, это разница между (+) и (-). Пример - дифференциальный вход ОУ.
Балансный вход (выход) - это такой дифференциальный вход (выход), в котором входные (выходные) импедансы для (+) и (-) одинаковы. Равенство импедансов - это ключевое условие, потому что именно оно позволяет отделить полезный сигнал от синфазной помехи, например, от той самой разницы между потенциалами общего провода источника и приемника сигнала. Работает это так:
Пара выходных импедансов R1,R2 и пара входных импедансов R3,R4 образуют мост, к одной диагонали которого приложена синфазная помеха V_CM_Noise, а в другую включён дифференциальный вход приемника. Если R1/R3=R2/R4 (например, R1=R2 и R3=R4), то мост сбалансирован, помеха остается синфазной, и приемник (например, ОУ) может ее отличить от дифференциального полезного сигнала и ослабить. Если импедансы разные, то разбалансированный мост преобразует синфазную помеху в дифференциальную, неотличимую от полезного сигнала. Собственно, в обычном небалансном входе R3 велико (единицы-десятки, в ламповых устройствах - сотни килоом), а R4 мало (доли ома), и синфазная помеха целиком складывается с полезным сигналом, проявляясь как фон, шум и искажения.
К слову, под балансным выходом часто понимают пару не-балансных, на которых присутствуют две копии сигнала в противофазе, но это совершенно необязательно. Сигнал-то один - разница между (+) и (-). Например, на схеме ниже - балансный выход, хотя никакой пары сигналов в противофазе там нет:
Схема моего балансного входа банальна и чуть менее, чем полностью позаимствована из статьи Бруно Путзейс "Слово на букву 'З', или как Вашему звуку оторваться от земли". Перевод статьи wakh выкладывал в феврале этого года в соседней ветке "Высоколинейные повторители меж РГ и УМ" (пост #975 на странице 49). Там же состоялось обсуждение, то кмк тема не была раскрыта, а жаль. Схема:
Слева направо: входной RC фильтр для борьбы с РЧ помехами; три резистора, формирующих входное сопротивление ~100кОм для дифференциального сигнала и >2мегом для синфазного; пара буферов для (+) и (-); DC серво; собственно дифференциальный усилитель, вычитающий (-) из (+) для получения полезного сигнала; выходная цепочка.
Подавляющее большинство УМЗЧ не имеет балансного входа, поэтому выход может быть сконфигурирован и как балансный (на случай, если балансный вход все же есть), и как не-балансный с привязкой к общему проводу УМЗЧ. Такое решение позволяет избавиться от земляных петель внутри усилителя, а с ними и от громоздких конструкций типа "двойное моно".
ОУ могут быть более-менее любыми, стабильными при единичном усилении. Бруно использовал LM4562 с отличными результатами, 5532 работает похуже, но тоже ничего. Я пробовал даже TL082 - линейность оставляет желать лучшего, по функционал полностью сохраняется. В серво лучше применять что-то с ПТ на входе - можно попробовать, например, OPA2132 или даже OPA4132. Если делать на SMT, то можно применить что-то современное счетверенное, например, OPA1644.
Для эффективного подавления синфазной помехи в таком устройстве важен конструктив - о нем расскажу отдельно.
Сподвигла меня на это несложная оценка. Скажем, слушаю я музыку на одном ватте на 8-омной акустике. На выходе уся 3 вольта скв, на входе, соответственно, 300мВ. Предположим, искажения+шум уся 0.0001%, что эквивалентно 300 нановольтам на его входе. Подключим источник сигнала обычным экранированным проводом с разъёмами RCA. Пусть сопротивление оплётки и разъемов будет 0.1 ом. На таком сопротивлении 280 нановольт упадет, если ток через нее будет 3 микроампера. Есть ли у меня уверенность, что паразитные токи между общим проводом источника и землей уся меньше 3мкА? И даже если меньше, зачем добавлять этот шум в полезный сигнал и разбазаривать высокую верность воспроизведения, которую обеспечивает сверхлинейный усь? Правильный балансный вход позволяет эффективно бороться с такими проблемами, и не только с ними. Балансный вход прекрасно работает и с не-балансными источниками сигнала, хотя при этом не в полной мере реализуются его преимущества.
Пара слов про терминологию. Любое напряжение - это разность потенциалов между двумя точками, скажем (+) и (-). Дифференциальный вход (выход) - это такой, в котором и (+), и (-) присутствуют явно, а не спрятаны в общий провод. Для дифференциального входа/выхода необязательно иметь две копии схемы для (+) и для (-) - сигнал-то один, это разница между (+) и (-). Пример - дифференциальный вход ОУ.
Балансный вход (выход) - это такой дифференциальный вход (выход), в котором входные (выходные) импедансы для (+) и (-) одинаковы. Равенство импедансов - это ключевое условие, потому что именно оно позволяет отделить полезный сигнал от синфазной помехи, например, от той самой разницы между потенциалами общего провода источника и приемника сигнала. Работает это так:
Пара выходных импедансов R1,R2 и пара входных импедансов R3,R4 образуют мост, к одной диагонали которого приложена синфазная помеха V_CM_Noise, а в другую включён дифференциальный вход приемника. Если R1/R3=R2/R4 (например, R1=R2 и R3=R4), то мост сбалансирован, помеха остается синфазной, и приемник (например, ОУ) может ее отличить от дифференциального полезного сигнала и ослабить. Если импедансы разные, то разбалансированный мост преобразует синфазную помеху в дифференциальную, неотличимую от полезного сигнала. Собственно, в обычном небалансном входе R3 велико (единицы-десятки, в ламповых устройствах - сотни килоом), а R4 мало (доли ома), и синфазная помеха целиком складывается с полезным сигналом, проявляясь как фон, шум и искажения.
К слову, под балансным выходом часто понимают пару не-балансных, на которых присутствуют две копии сигнала в противофазе, но это совершенно необязательно. Сигнал-то один - разница между (+) и (-). Например, на схеме ниже - балансный выход, хотя никакой пары сигналов в противофазе там нет:
Схема моего балансного входа банальна и чуть менее, чем полностью позаимствована из статьи Бруно Путзейс "Слово на букву 'З', или как Вашему звуку оторваться от земли". Перевод статьи wakh выкладывал в феврале этого года в соседней ветке "Высоколинейные повторители меж РГ и УМ" (пост #975 на странице 49). Там же состоялось обсуждение, то кмк тема не была раскрыта, а жаль. Схема:
Слева направо: входной RC фильтр для борьбы с РЧ помехами; три резистора, формирующих входное сопротивление ~100кОм для дифференциального сигнала и >2мегом для синфазного; пара буферов для (+) и (-); DC серво; собственно дифференциальный усилитель, вычитающий (-) из (+) для получения полезного сигнала; выходная цепочка.
Подавляющее большинство УМЗЧ не имеет балансного входа, поэтому выход может быть сконфигурирован и как балансный (на случай, если балансный вход все же есть), и как не-балансный с привязкой к общему проводу УМЗЧ. Такое решение позволяет избавиться от земляных петель внутри усилителя, а с ними и от громоздких конструкций типа "двойное моно".
ОУ могут быть более-менее любыми, стабильными при единичном усилении. Бруно использовал LM4562 с отличными результатами, 5532 работает похуже, но тоже ничего. Я пробовал даже TL082 - линейность оставляет желать лучшего, по функционал полностью сохраняется. В серво лучше применять что-то с ПТ на входе - можно попробовать, например, OPA2132 или даже OPA4132. Если делать на SMT, то можно применить что-то современное счетверенное, например, OPA1644.
Для эффективного подавления синфазной помехи в таком устройстве важен конструктив - о нем расскажу отдельно.
