Circuito de audio: ruido de suministro

Primero: ¿puedo eliminar este tipo de ruido cuando se trata de un suministro de conmutación para audio, tal vez con un mejor filtro o algo con componentes simples, o tengo que volver al antiguo transformador + regulador lineal para este tipo de ¿solicitud? (que realmente no quiero hacer)

Bueno, es posible que me haya perdido cuál es su fuente inicial de 6-12V. Pero con respecto al suministro de voltaje más alto, NO ... no tiene que volver a un suministro de fuerza bruta. El ruido se puede eliminar o al menos minimizar. Pero he lidiado con este tipo de cosas muy a menudo, y esto es lo que te espera.

1. el hecho de que estés escuchando frecuencias muy por debajo de la frecuencia de tu oscilador original de 70Khz apunta a oscilaciones parásitas. La mala noticia es que puede haber puntos de inestabilidad en su circuito de alta ganancia que "sonará" durante un breve período a 400 kHz cada vez que se aplique una señal de "impulso" fuerte. Entonces, si los pulsos de ruido "hash" de su 70khz están continuamente suministrando los impulsos a través de las líneas de suministro, el parásito "activado" siempre estará allí. La mala noticia es que podría encontrar que incluso con los dos suministros aislados, ciertas condiciones de la señal de música aún podrían hacer que esos mismos parásitos asoman su fea cabeza.

2. Todavía es posible que los 400 kHz u otras frecuencias parásitas se generen dentro de su circuito de refuerzo. Pueden ser muy pequeños para que no los vea en el osciloscopio, pero dijo que estaba tratando con un circuito de alta ganancia. Recientemente trabajé con un "regulador de refuerzo" variable prefabricado cuyo oscilador interno era de alrededor de 170 khz, y todavía obtenía un "ruido de hash" horrendo (más como ruido blanco que un solo tono "en mi circuito de destino). Pero los principios de propagación del ruido no cambian. Son básicamente eléctricos, se propagan a través de los cables de la fuente de alimentación y son magnéticos, se propagan por el aire y se irradian desde los cables de la fuente de alimentación. Si su circuito objetivo tiene CUALQUIER inductor, esa radiación puede ser un mayor molestia Para reducirlo, puede comenzar agregando un filtro PI a la salida de su suministro de conmutación, que consiste en un condensador de derivación seguido de un inductor en serie y luego otro condensador de derivación. Si los cables de suministro que alimentan el circuito 555 son de cualquier longitud, es posible que también deba agregar un inductor allí. Los condensadores deben ser del tipo rápido y bajo ESR, como película metalizada de polipropileno. Es difícil identificar los valores perfectos, e incluso cuando lo hace, casi siempre es necesario ajustarlos más. Pero un buen punto de partida sería 100uH para el inductor en serie y 1uF para las tapas. Eso debería al menos reducir audiblemente tanto las fuentes eléctricas como las magnéticas. Sin embargo, si la transferencia del campo magnético es realmente parte del problema, es posible que deba realizar pasos adicionales para convertir las líneas de suministro en un par trenzado, manteniéndolas alejadas de cualquier inductor en su circuito de audio. y, en algunos casos, aumentar la distancia entre la fuente de alimentación basada en 555 y el circuito de audio. Finalmente, mientras que la mayoría de los fabricantes de circuitos integrados presionan por la conmutación más rápida posible en sus circuitos integrados, es posible que pierda algunos dolores de cabeza en este caso al optar por una versión más lenta del 555. Si tiene una velocidad de respuesta capaz de construir un oscilador en el multi- rango de megahercios, entonces esos bordes pueden causarle problemas incluso con una velocidad de reloj más lenta.

Ah, y por cierto, aquí hay un truco poco conocido... si coloca un diodo de silicio común en su circuito oscilador 555, de modo que el ánodo se conecte al pin 7 y el cátodo al pin 6, podrá llegar a ¡un ciclo de trabajo casi perfecto del 50% con R1 y R2 del mismo valor! No sé por qué este truco se publica tan raramente, pero funciona. Luego puede jugar con diferentes frecuencias de conmutación simplemente cambiando el capacitor de sincronización.

Ahora para esta parte...

Segundo: cuando se trata de usar este tipo de dispositivos en el escenario, generalmente hay muchas fuentes de ruido (electromagnéticas, bucles de tierra, etc.). ¿Es un Transformador+Regulador más o menos inmune a este tipo de ruido que una fuente conmutada? Por favor explique

Realmente no hará mucha diferencia, si es que hay alguna. Si llega a una situación tranquila con su configuración de suministro actual y la configuración física no cambia en el escenario, cualquier ruido adicional que reciba en el momento de la presentación probablemente se deba a otra fuente. En los lugares de actuación hay una gran cantidad de problemas, y el más grande relacionado con las fuentes de alimentación son los "bucles de tierra". Estos ocurren cuando las fuentes de alimentación de dos o más equipos separados de alguna manera permiten que pequeñas cantidades de CA de 50/60 Hz lleguen a sus puntos de "tierra". Si luego el equipo se conecta a diferentes fuentes de CA que tienen incluso unos pocos voltios de diferencia, el blindaje de tierra en cualquier cable de conexión conduce la CA de un dispositivo a otro, acoplando el "zumbido" directamente a su transmisión de audio. Para evitar contribuir a este problema, es más importante comprender la fuga entre su fuente de CA, a través de los componentes de su fuente de alimentación, que pueden terminar acoplados a lo que ESPERA que sea tierra. el aislamiento es clave. Nunca querría usar un circuito de suministro que no tuviera aislamiento de transformador en alguna parte antes de llegar a la red eléctrica de CA. Y nunca está de más enchufar la mayor cantidad de equipo posible en la misma regleta, alimentada desde una sola fuente de CA.

Y luego, por supuesto, está el ruido electromagnético radiado. ¿Estás actuando cerca de un letrero de neón de 10,000 voltios? Su fuente de alimentación no puede evitar la captación de ese tipo de ruido. Solo un blindaje adecuado y, en algunos casos, técnicas de "anulación" (como pastillas hum-bucking) pueden ayudarlo a salir de ese dolor de cabeza.

¡Buena suerte!

Solo soy un aficionado. Debería empezar con eso. Tengo cero formación en electrónica. Leo y trato de aprender de mis mejores en este tema. Entonces, lo que voy a ofrecer se basa en mi escasa imaginación acerca de dónde podría surgir este problema y no en la experiencia de hacer un multiplicador de Dickson como este.

Un pensamiento obvio que me vino a la mente al observar el rastro de la salida de la fuente de alimentación en su osciloscopio fue la inductancia. Lo mencioné en uno de mis comentarios, pensando entonces que podría estar relacionado con la capacitancia de difusión del transistor y algo de inductancia (es un hash de alta frecuencia allí). Pero otro pensamiento cruzó mi mente y decidí probarlo con LTspice para ver si podría replicar sus resultados. Y puede simplemente agregué$100\:\textrm{pH}$de inductancia en serie a sus condensadores. Eso es todo lo que tomó. me acerco$400\:\textrm{mV}$oscilaciones pico a pico con una carga de$1\:\textrm{mA}$que mueren gradualmente. Agregando solo un poco de resistencia en serie (digamos,$1\:\textrm{m}\Omega$) para amortiguarlos y se acerca bastante.

En esta primera imagen modifiqué los capacitores para tener parásitos de$100\:\textrm{pH}$de inductancia en serie y$1\:\textrm{m}\Omega$de resistencia en serie y mantuvo la carga de$1\:\textrm{mA}$:

Pero en esta segunda imagen, usé exactamente el mismo circuito pero cambié la carga a$10\:\textrm{mA}$para que pueda ver el efecto de la carga adicional en la respuesta del circuito:

Estas imágenes no replican el resto del ruido que también ves. Pero esta es una simulación de sala limpia, por así decirlo. Cualquier circuito real también recogerá cosas del entorno circundante. El blindaje puede ayudar un poco aquí. Mejor pasar por alto, aún más. Así que esto entra en los problemas reales de ingeniería.

Estoy pensando que @pipe tiene razón sobre el uso de este suministro. Es retorcido (término técnico, jeje). Podría considerar trabajar para reducir cualquier inductancia en la parte de conmutación del circuito. Conductores muy cortos. Agregar perlas con pérdida puede ayudar a algunos, ya que las frecuencias están en el área donde pueden hacer algo útil. Es difícil deshacerse de cosas de alta frecuencia como esta, porque pasan directamente a través de cualquier rastro de capacitancia. Así que hay que cortarlo de raíz. Agregar un capacitor de baja inductancia en la salida también podría ayudar. Agregando un cuidadosamente construido$\pi$el filtro (o dos) también puede ayudar. No estoy seguro de agregar un regulador lineal, ya que no puedo imaginar que tenga la velocidad para responder a estos. Así que me concentraría en encontrar una solución de filtrado pasivo de algún tipo para acabar con esto antes de que llegue más lejos.

Pero lo primero y más importante, si realmente insiste en poner en forma este multiplicador de Dickson, es que debe concentrarse en prácticas de diseño realmente buenas y ajustar todo. Si puede resolver los detalles, valdrá la pena ir a SMT porque eso reducirá aún más sus parásitos. Pero eso solo vale la pena si puede obtener algo razonable, antes de ese paso. Y realmente necesita asegurarse de haber hecho todo lo posible para mantener todos los cables lo más cortos posible y usar el cableado más grueso que pueda. Creo que trataría de eliminar los errores y usar cables de cobre pesados, solo para ver si puedo acercarme.

No tengo idea de cómo afecta esto a los siguientes circuitos que está utilizando y cómo se traduce en tonos o simplemente en el ruido que escucha. Pero el hecho de que hayas probado cosas con una fuente de alimentación diferente y hayas encontrado que los problemas desaparecen en términos generales, dice que, sí, de alguna manera estas cosas están latiendo con suficiente energía en el audio para que puedas escucharlas.

Creo que un buen EE podría hacer algunas sugerencias mejores, suponiendo que desee seguir usando esta arquitectura multiplicadora de Dickson. Pero creo que también podrían sugerir una topología y un enfoque completamente diferentes. Si es así, deberá brindarles especificaciones sobre cómo se ve su carga, qué tipo de ondulación puede aceptar y en qué frecuencias, qué tipo de carga y regulación de suministro necesita soportar y más. Todavía no ha proporcionado detalles sobre la cantidad de corriente que se utiliza, por ejemplo. Eso será necesario para cualquier diseño específico.

Si usó un suministro de CA externo ("verruga de pared"), podría volver a subir fácilmente la CA a un voltaje alto para el circuito de la botella de fuego. Y, por supuesto, genere los voltajes de CC positivos (o negativos) necesarios en el resto del circuito. He sacado el pequeño transformador de una verruga de pared para usarlo "hacia atrás" para generar de manera segura un alto voltaje internamente pero usando un suministro de CA de bajo voltaje externamente.