如果你看一下現代、設計精良的音頻設備(bèi)的快速傅裏葉變(biàn)換(FFT)圖,你通常會在測試頻率上看到一個高0dBV電平峰值,以及一些在非常低電平的諧波(圖1)。到目前爲(wèi)止,一切都很好。
但看看圖表的左側,在主頻率處和正上方的區域。主頻率的峰值和整流過程引起的諧波高於(yú)失真。嗡嗡聲和嗡嗡聲組件淹沒瞭(le)諧波失真,讓你有一個問題,爲什麽要費心使用諧波?即使是開關模式電源(SMPS)在音頻波段中也可以有不可忽略的主電源相關直流。其中一些不需要的信号來自輻射場,但大多數來自非最佳接地。讓我們稍微探索一下。
理解接地問題的關鍵是擺(bǎi)脫電路節點有“電壓”的想法。提示:電壓表總是有兩個探頭[1]。不,爲瞭(le)安全起見,第二個探頭不是用來接地儀表的——第二個探頭提供瞭(le)第一個探頭測量電壓的參考。
通常,我們測(cè)量地面的電壓——但我們如何測(cè)量地面上的嗡嗡聲和噪音?出路是意識到沒有“a”的理由。地面是一個網,由幾個節點和互連的布線和PCB痕迹以及通常的底盤部分組成。所有這些連接都表現出電阻、電感和寄生電容。兩點之間的接線會導緻電流通過布線(否則就不需要電線),因此電線網上的不同點攜帶(dài)不同的電壓,接地布線也不例外。
嗯。如果接地網中的所有點(diǎn)都可以有不同的電壓,那麽真正的接地是什麽?答案:以上都不是。或者更好的是:地面就是你所說的。這是一個參(cān)考資料。
圖1:顯示基本、諧波和主嗡嗡聲信号的代表性測量。
接地
讓我們從頭開始。功率放大器(假設RCA/Phono)的輸入是信号線和接地線。假設信号源是完美的,如果我們根據其RCA接地線A測量該信号,我們測量出完美的信号。我們希望這個信号按原封不時進入放大器輸入,並(bìng)在電壓或電流中放大,但不會以任何其他方式改變(biàn)。
但到達(dá)放大器輸入的信号是什麽(me)?看圖2。放大器輸入信号是網格和陰極之間的信号,Vgk。如果所有接地點A到E的電壓相同,那正是輸入信号——摩擦就在那裏!例如,假設加熱器返回電流在D點和E點之間流動,由一些電線和/或底盤的一部分連接——由於(yú)它們之間的阻抗/電阻,這些點之間可能會造成嗡嗡聲電壓。因此,例如,如果A點連接到B點,C點和D點在E點連接(常見情況),並(bìng)且B點和E點之間有一些電線和/或底盤部分,您幾乎可以保證電網和陰極之間的嗡嗡聲電壓和嗡嗡聲會從揚聲器中出來。(我正在掩蓋保護地球(PE)連接的問題,這可能會使整個事情複雜化)。

圖2:顯示所需接地點的簡化輸出階段。
一個解決方案
雖然通常不可能得到一個完美的解決方案,但你可以做很多事情來緩解問題。確(què)保敏感的輸入接地都是直接連接的,而不是與其他(大)電流共享布線或底盤部分。在圖2中,将引腳A、B、C和D直接連接到某個點(diǎn),因此您可以確(què)定它們的接地都是相同的。然後,如果該共同點(diǎn)和其他地方的點(diǎn)E之間存在一些阻力,其影響隻是加熱器電壓有一些幹擾,但不太可能聽到。
Merlin Blencowe又名The Valve Wizard[2]寫瞭(le)一篇關於(yú)這個主題的非常好的論文。專注於(yú)電子管電路,但同樣适用於(yú)固态和混合體——這是重要的概念!例如,見圖3,摘自他的《爲吉他和貝(bèi)斯設計閥(fá)門前置放大器》一書(暫時忽略輸入接地帽和嗡嗡聲回路塊)。
來自揚聲器負載和電源的高電流接地返回到同一接地點(diǎn)A。我們宣布這是地面。來自源和C、B、E和D階段的低電流/信号地面也返回到同一點(diǎn)。因此,A點(diǎn)是系統中所有信号的共同點(diǎn),如果您想進行清潔測(cè)量,測(cè)量預級或最終輸出的輸出,或放大器中的電源點(diǎn),請将儀表接地探頭懸挂在A點(diǎn)。
圖3:适用於來自[2]的雙通道預/功率放大器的多星接地方案。
精明的讀者可能會評論說,C塊和E塊的供應回流電(diàn)流流經B塊和E塊的回流線,因此可能會在這些電(diàn)線上設置擾動電(diàn)壓,這些電(diàn)壓與塊C和E塊的信号串聯出現。他們會完全正確(què)。
如果您想遵循這一點,每個塊C、B、D、E都将有單獨的地面返回點A。但音頻設計總是一個妥協的問題:從前階段返回的地面承載的電流相對較小,運行單獨的地面會增加施工複雜性。如果處理電源級和電源的大電流布線使幹擾低於(yú)可聽水平,您的任務就成功瞭(le)。
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