Audio Perfection Forum
Уменьшение наводок в УМЗЧ - Версия для печати

+- Audio Perfection Forum (https://www.audio-perfection.com/forum)
+-- Форум Аналоговая Схемотехника (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=3)
+--- Форум Земли, Шнурки, Борьба с помехами, в общем EMI, EMC и SI (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=37)
+--- Темы: Уменьшение наводок в УМЗЧ (/showthread.php?tid=14)

Страницы: 1 2 3 4

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - s3t - 07-29-2014

Ой, "красиво" - спасибо, старался! Мне нравится именно выкладывать по платке детальки да красивости наводить... Чтоб красивость электрическая была подчеркнута и визуальной :)
Но визуальная - вторична.

Там есть пару ляпов-отхождений от задумки.
C666 стоит в самом плохом месте - паралельно резисторам ОС, и при прохождении через него тока (а он будет проходить, для этого этот кондер там и стоит) - будет наводка в самую незащищенную часть усилителя.
Еще резисторы RI1/RI2 стоят в неправильном направлении, один из них нужно развернуть на 180 градусов. Хотел чтоб резисторы на входе ЛМки были паралельны и одинаковы в направлении, чтоб наводка на них была симметричной = вычлась. А получилось наоборот :)

Множество разрезов - если секция БП, то там все просто (в уме отбразываем кусочек центральный с защитой, разведенный через одно место).
Полигоны - на разных сторонах противоположных проводников.
С диодов - через резисторы - строго через ноги C45/C44, на С1С2, потом "как повезет" на стабы, за стабами - уже ЛМка.
Питание ЛМки - верхним слоем полигоны питания, нижним - земля. Вокруг полигонов питания - оградка из земли, чтоб (в случае) форма электро/магнитного поля светила наверх, а не вдоль платки.

Полигоны в "преде" - отдельно сигнальное, отдельно питание рядом с опером и отдельно предварительная фильтрация питания.
Что-то похожее на звездочку, хоть ее я и не люблю. Аудиоманьяк у себя так делал - что заставило меня поступить подобным образом :)
Что лучше - плодить петли маленькие, аль вешать питание ОУ на входную землю - не знаю.

Выход ЛМки сделан довольно извращенно - бежит именно на дальний от ЛМки контакт выхода на динамик, огибая земляной вывод по обеим сторонам. Дабы уменьшить петлю, создаваемую между выводами. Плюс петля этих контактов направлена перпендикулярно плате - надеюсь, меньше будет светить вдоль (во вход/на ЛМку).

Криво сделана ОС ЛМки - если ее применять по схемке, т.е. компенсация. По хорошему нужно лепить отдельную ветвь из кондера-резистора поверх резисторов ОС. На деле - по месту сие не помещается, поэтому пришлось довольствоваться тем что получилось.
В защиту себя - можно тупо поднять КУ ЛМки до нормальной величины и неиспользовать компенсацию, переиграв обвязку входного опера. От входного опера тож можно избавиться - вход сехмки лежит совсем близко к ЛМке - достаточно перекинуть резистор и все готово.

Это мой первый эксперимент-попытка обуздать девайсы с высокими токами работы. Ранее - совсем об этом не задумывался (ну почти... :))
Заодно - расположение резисторов призвано сократить эффект от температурных градиентов на оных, ибо они лежат паралельно друг-другу и в том-же направлении.


Вот с разводкой ОС у меня не все впорядке - не знаю, класть ее ввиде П аль Z. П обнуляет температурный градиент но создает маленькую петельку, Z - как-бы не должно ловить помех, но тогда градиентики...
От градиентов - поставить боком к предпологаемому источнику тепла. В общем - переразвести :)



Самое страшное - это собирать сий девайс. Вернее отладк после сборки. Кондеры загораживают самое самое - всю обвязку ЛМки. Благо паяльник с длинным тонким жалом, но всеравно не спасает.
Футпринт ЛМки получился сильно размашистый, дальний ряд ног плохо заходит в отверстия (скорей не заходит :)).

Ну и к радиатору крепить все это дело - тот еще сэкс.

Неудачненький конструктив...


А, затолкать все резисторы в преде под брюшко опера - довольно спорное решение. На платке оно выглядит идеально, а вот в реальной жизни опер приходится приподнимать над платкой дабы уместить сии резисторокондеры - фихня.
Хотя... если резисторы взять плоские - то вполне нормально. Но я пользую мелфы...



Что делать с диодами - тож вопрос.
Напрашивается по паре снабберов, чтоб соединить полигоны "перед" с "после" диодов. Заодно вплотную полигоны нарисовать один под другим.


балансировка нуля входного опера - ффтопку судя по всему... а я так старался уместить сий гигантский резистор подстоечный...

Нда... и это еще я сам себя критикую - "любя". Представляю сколько спорных моментов Вы можете узреть - аж страшно становится :)

И заключительная часть - йа креведко, уже как год сий девайс собраным лежит (один канал), и я еще его не полключил в розетку. "а вдруг згорит!".

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - begemot - 07-29-2014

s3t Написал:Представляю сколько спорных моментов Вы можете узреть - аж страшно становится
А Вы не могли бы выложить не зеркальную печать, а без переворота. Отдельно по слоям конечно. Так проще мысленно "накладывать" один на другой.
А ещё лучше-выделить землю каким-нибудь сереньким, а питание синеньким и красненьким.
Как у меня в теме про фильтры. http://www.audio-perfection.com/forum/thread-87-post-1580.html#pid1580 .
А мы бы поругали, или не поругали.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - s3t - 07-29-2014

Как-то так?
http://s3t.it/data/uploads/lm3886_pcb_color.png

Зеленым земля (и то, что через стаб станет ею), питание ЛМки - в розово/синих тонах (и то, что им станет через резисторы/диоды).

Все остальное красненьким, в т.ч. питание опера.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - EDWARD - 07-29-2014

s3t Написал:Хотя... если резисторы взять плоские - то вполне нормально. Но я пользую мелфы....
А мелфы-то зачем?
На Веге пришли к заключению, что простые тонкоплёночные SMD-резисторы по звуку лучше

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - s3t - 07-29-2014

тонкопленка + симпатишно + дешево + доступно = :)
минимелфы, если быть точней.
Vishay Beyschlag MMA0204, они к тому-же еще й 0.4-ваттные, что иногда полезно. Плюс в этом тесте они хорошо себя показали по избыточному шуму.
https://dcc-llo.ligo.org/public/0002/T0900200/001/current_noise.pdf

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - begemot - 07-29-2014

Вооо...Теперь есть над чем тупо подумать.
[Изображение: lm3886_pcb_color.png]

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - s3t - 07-30-2014

Кстати, когда я устраиваю себе design review, я распечатываю именно "зеркально-прямой" снимок, складываю пополам (чтоб слои совпали!), и его ручкой разукрашиваю за стаканчиком кофе. Иногда для пущей реалистичности можно 1:1 разпечатать и края ножницами срезать :)
Видимо поэтому я привык к зеркальным картинкам, а не послойным.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - begemot - 07-31-2014

Насколько я понимаю, идеологическая основа такой топологии-звезда.
Особых возражений нет, учитывая то что потенциально достижимо при схемотехнике этого усилителя и то, что это устройство-звуковое, т.е сравнительно низкочастотное.
Но есть несколько мест где я бы наверно сделал не так. Точнее не совсем так. И это всегда набор компромиссов, которые тяжело количественно оценить с достаточной точностью.
Скажем так, основная идея звезды-нам плевать на импеданс возврата и падение напряжения к которому он приводит, но мы параноидально контролируем направление протекания этого возврата. И точку соединения возвратов.
Основная идея полной заливки (ground plane) - минимальный импеданс всей земли в целом и хороший локальный reference для возвратных токов.
По видимому, в случае сильноточных устройств оптимальным является некая смесь обоих способов.
Но всё конечно начинается с размещения компонентов. Левая часть, до середины ЛМ-нет никаких возражений и предложений. По моему очень неплохо при тех компонентах которые выбраны.
Земля в этой области - а зачем нужны разрезы слева и справа от земляных ножек С20, С21? Вроде-бы мы направляем возвратный ток. Но ток связанный с потреблением мощной части, т.е большой ток,
туда не потечёт. Он потечёт левее, потому что и источник и приёмник этого тока находятся левее. Т.е. питание и выход. И там же расположатся пути с минимальными импедансами (R и L возврата).
А вот импеданс для возвратного тока части низковольтного параметрического стабилизатора уменьшится. Т.е. уменьшится разница между напряжением земли в районе земли у входа и у нагрузки.
Второй вертикальный разрез (между ножек С20, С21)-вроде как направляет возвратный ток непосредственного питания ОУ. Но он и так потечёт примерно туда-же. Да и сам по себе он не велик.
Входной разьём-это одна из немногих вещей, расположение которого я бы изменил, перенеся вправо от ОУ. Почему он здесь сейчас-наверно чтоб уменьшить разницу между "силовой" землёй и
входной землёй. А не проще ли убрать горизонтальные разрезы внутри ЛМ? Токи потекут практически в тех же направлениях (как я уже говорил, мне кажется что размещение компонентов сделано
хорошо), только сопротивление упадёт (т.е. уменьшится разница между землями) и уменьшится индуктивность земляных заливок (т.е. упадёт излучение).
Электролиты в питании ОУ лучше размещать близко к ножкам питания ОУ. Именно электролиты, не только керамику. Правда разница будет заметна только по уровню 2-ой гармоники если она будет
меньше -120дБ на 20КГц. Что здесь к сожалению не достижимо.
Ну в общем, как вы наверно уже поняли, я являюсь поклонником сплошной земляной заливки с минимумом разрезов при разумном размещении компонентов. Токи при этом и так текут в нужных
направлениях. А импеданс-значительно меньше, и меньше излучение.
Кстати, эти все теории надо пробовать в каждом конкретном случае. Их чаще всего трудно оценить численно.
А для данной конкретной схемы думаю что это вообще не принципиально.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - БендеровецЪ - 07-31-2014

А есть компонетм LM3886 под альтиум? А то делать с нуля лень, а тут вдруг понадобилось.

Уже сделал :)

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - EDWARD - 08-02-2014

begemot Написал:Электролиты в питании ОУ лучше размещать близко к ножкам питания ОУ. Именно электролиты, не только керамику.
Для этого надо банки диаметром поменьше и по нескольку штук, что увеличит площадь п/п и излучение )))

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - nazar - 08-02-2014

вообщето излучение уменьшит)

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - s3t - 08-03-2014

begemot, спасибо за разбор! Это полезно, и я со всем согласен, кроме этого "кривого" входа и размещения электролитов.
- "кривой вход" действительно задуман был уменьшить падение напряжения на длиннючей земле - воткнув его посередине и поближе к ЛМке я получил болтающуюся в воздухе часть с опером = через нее не течет ток земли = хорошо.
Там над контактами входного разьема и над опером есть пэды-виасы большого диаметра - предпологается крепеж коаксиального кабеля впритык к плате и вывод в сторону - чтобы было кошерней. Таким образом как-бы создаем еще 2 слоя в плате :)
- Электролиты... Я размещал как можно ближе, но - чтобы земли электролитов были на одной и той-же стороне платы, без разрезов между ними, и чтобы длинна дорожек от ОУ до электролитов была более-менее одинакова (чтоб не ловить два разных резонанса от взаимной работы керамики и электролитов). Даже не знаю, как можно их пододвинуть еще ближе, притом не расставляя их по обеим сторонам ОУ.

Действительно, разрезы земли в предусилителе тут почти все - лишние. Сам же я писал, что "разводка землей, разрезы и все такое - абсолютно обязательны, но их так-же обязательно убрать перед производством платы". Они в итоге привели к аккуратному расположению деталек, и если их просто убрать (разрезы) - станет только лучше. Ну может один маленький разрезик оставить...

Просто шел по стопам Аудиоманьяка, хотел по возможности сделать все звездой (впервые в жизни! :)) но при этом не отказываясь от полигонов... в итоге получилось такое месиво.
Впринципе можно будет удалить разрезы, чуточку доделать платку в плане механики и заказать - можно будет сравнить полигоны против псевдозвезды.

Фух, хоть силовую часть сделал нормально :) Это самое главное.

В усилителях - сразу две проблемы - передатчик шума ввиде силовой части, и приемник этого шума ввиде входной части. И они должны быть максимально близки друг к другу воизбежание лишних токов через землю, правильного сьема ОС и прочее. В итоге - приходится работать как с EMI-hardened приборами, только в придачу еще и на НЧ. Искал статьи на тему, да не нашел. Вот бы какой-нить MRI сканнер разковырять - там занятных правильных подходов скорее всего тьма тьмущая.


Кстати, из измышлений...
Чем дольше думаю о проблеме, тем логичней выглядит концепт о том, что коннекторы обязанны распологаться только на одной стороне платы. Только на одной стороне. Желательно - в определенном логическом порядке.
Притом, что это первичное требование, из которого следует исходить при разводке.
Почему? Все токи между землями коннекторов - будут бегать между собой, не залазя на саму плату. Получается иммунитет от земляных петель, хотя-бы в рамках одной платы.
Правда на деле получается, что ставим коннекторы по всем краям как повезет/красиво/логично по схемке.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - begemot - 08-06-2014

EDWARD Написал:Для этого надо банки диаметром поменьше и по нескольку штук,
Несколько не надо. Ну не ставить же около каждого ОУ по гирлянде электролитов.
В усилителе мощности это вынужденная мера. И не очень эффективная. Но там все гораздо хуже. Хотя работает всё в принципе так-же.

Наличие этих электролитов желательное но недостаточное условие. Возьмём в качестве примера OS-CON 16SEPC220MD(16V-220uF) от Парасёнка.
В принципе здесь надо ставить что-то на большее напряжение, хотя бы на 20В. У них будет немного больше ESR, но принцип от этого не изменится.
Импеданс этого кондюка представлен на рисунке.

   

Чтобы уменьшить наводку от тока питания ОУ, переменная составляющая тока должна замыкаться локально а не возвращаться (или не потребляться) к (от) источнику питания.
Предположим что источник имеет достаточно маленькое выходное сопротивление, например 10 милиОм. Что в принципе встречается достаточно часто.
Причём очень часто его пытаются сделать ещё меньше. Что в общем не сложно. Тогда большая часть тока в широком диапазоне частот всё равно будет возвращаться к источнику питания.
Потому что его импеданс меньше или сравним с импедансом конденсатора.
Для того чтоб этого не происходило, надо локально увеличить выходное сопротивление источника.
Например вставив резистор 1 Ом последовательно в шину питания около конденсатора. Тогда ток будет по большей части замыкаться локально через конденсатор на тех частотах где это желательно.
Т.е. на НЧ ток по прежнему будет замыкаться через источник. Но наводка пропорциональна частоте, т.е. на НЧ она и так мала.
А уже на частоте в 1КГц большая часть тока будет замыкаться через конденсатор, т.е. наводка будет уменьшаться.
На частоте 10КГц она должна будет упасть по крайней мере на 20дБ. При использовании данной развязки.
Ну конечно если земляной вывод конденсатора подключён к низкоимпедансному/низкоиндуктивному плейну для того чтоб получить минимальную площадь петли.
Правда этот способ сам по себе имеет некоторые недостатки.

Есть кстати ещё один забавный способ. Маленький локальный параллельный стабилизатор для каждого ОУ.
Или при использовании стабилизатора имени Назара-куча отдельных оконечных транзисторов для каждого ОУ и отдельные токоограничивающие резисторы.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - begemot - 08-06-2014

s3t Написал:Электролиты... Я размещал как можно ближе, но - чтобы земли электролитов были на одной и той-же стороне платы, без разрезов между ними, и чтобы длинна дорожек от ОУ до электролитов была более-менее одинакова (чтоб не ловить два разных резонанса от взаимной работы керамики и электролитов). Даже не знаю, как можно их пододвинуть еще ближе, притом не расставляя их по обеим сторонам ОУ.
При разрезании земли-нельзя. Одна из причин не резать земляной слой, а использовать сплошную заливку.
s3t Написал:Они в итоге привели к аккуратному расположению деталек, и если их просто убрать (разрезы) - станет только лучше
Согласен, на мой взгляд размещение-самое главное и трудоёмкое.

RE: Уменьшение наводок в УМЗЧ - nazar - 08-07-2014

begemot Написал:равда этот способ сам по себе имеет некоторые недостатки.
это точно, я както крутил вертел как бы поидеальней тут сделать и никчему реально толковому не пришол, каждый способ имеет свои недостатки, поетому на двухтактник в АБ пришлось похожить большой болт.

begemot Написал:Есть кстати ещё один забавный способ. Маленький локальный параллельный стабилизатор для каждого ОУ.
Или при использовании стабилизатора имени Назара-куча отдельных оконечных транзисторов для каждого ОУ и отдельные токоограничивающие резисторы.
я так и делал в одной конструкции, транзюки в сот23 и пара 1206 кондов, работает просто на отлично