친구가 출력 전에 선형 레귤레이터를 설치하면 모든 스위칭 PSU의 노이즈가 감쇠 될 수 있다고 말했습니다. 그게 사실입니까?
예를 들어 앰프에 + -12V 연산 증폭기에 전원을 공급하려면 잡음이 15V 인 스위칭 모드 전원 공급 장치 (SMPS)를 사용한 다음 SMPS 출력에서 LM7812를 공급할 수 있습니다. 및 LM7912 .
LM7812 및 LM7912의 출력이 입력에 비해 잡음이 매우 낮습니까?
이것이 사실이라면 더 이상 변압기를 사용할 필요가 없기 때문에 놀라운 일입니다.
클래스 A 및 B 증폭기 용 변압기를 사용하는 무거운 PSU가 더 이상 필요하지 않다는 것이 실제로 올바른가?
답변:
그렇습니다. SMPS (스위치 모드 전원 공급 장치) 뒤에 선형 레귤레이터를 추가하면 노이즈가 줄어들지 만 여전히주의가 필요합니다. 결과는 매우 좋을 수 있지만 주 전원 변압기와 선형 레귤레이터를 사용하는 것처럼 결과 는 좋지 않을 수 있습니다.
페어차일드 의 일반적인 LM7805 5V 레귤레이터 를 고려하십시오 . 여기에는 최소 62dB의 "리플 제거"사양이 있습니다. "리플"은 입력 노이즈 이지만 일반적으로 정류 및 스무딩 된 메인 입력의 두 배 메인 주파수 변동과 관련이 있습니다. 이것은 10 ^ (dB_noise_rejection / 20) = 10 ^ 3.1 ~ = 1250 : 1의 노이즈 감소입니다. 즉, 입력에 1V의 "리플"이 있으면 출력에서 1mV로 감소합니다. 그러나 이것은 120Hz = 미국 주 주파수의 두 배로 지정되며 더 높은 주파수에서 노이즈 감소에 대한 사양이나 그래프는 제공되지 않습니다.
NatSemi 의 기능적으로 동일한 LM340 5V 레귤레이터는 120Hz 에서 약간 더 나은 사양 (최소 68dB , 80dB 일반 = 2500 : 1 ~ 10,000 : 1)을 갖습니다.
그러나 NatSemi는 친절하게도 높은 주파수에서의 일반적인 성능 그래프를 제공합니다 (8 페이지 왼쪽 하단).
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5V 출력 리플 제거의 경우 100kHz (= 250 : 1) 에서 48dB 로 낮아짐을 알 수 있습니다. 10 년에 약 12dB (10kHz에서 60dB, 100kHz에서 48dB)로 선형 적으로 떨어지고 있음을 알 수 있습니다. 1 MHz의이 외삽하는 것은에서 36dB의 잡음 제거를 제공 1 MHz의 (. ~ = 60 : 1 개 노이즈 감소 )가 1 MHz의이 확장이 현실적인한다는 보장은 없지만, 실제 결과는 이보다 편지하고되지 않습니다해야한다 (아마) 훨씬 더 나쁘지 않습니다.
대부분의 (일부는 아님) smps 공급 장치가 100kHz ~ 1MHz 범위에서 작동함에 따라 기본 노이즈 주파수의 경우 100-1000kHz 범위에서 노이즈 제거가 50 : 1 ~ 250 : 1의 순서로 나타날 수 있습니다. 그러나 smps는 기본 스위칭 주파수가 아닌 다른 곳에서 출력 될 것입니다. 변압기의 누설 인덕턴스로 인해 스위칭 에지에서 발생할 수있는 매우 얇은 고속 상승 스파이크는 저주파 노이즈보다 감쇠가 적습니다.
smps 만 사용하는 경우 일반적으로 출력 필터링 형식을 제공하고 선형 "포스트 레귤레이터가있는 수동 LC 필터를 사용하면 성능이 향상됩니다.
LM340보다 리플 제거 성능이 우수하거나 불량한 선형 레귤레이터를 얻을 수 있습니다. 위의 기능적으로 동일한 두 IC의 사양이 약간 다를 수 있습니다.
좋은 디자인으로 인해 smps의 노이즈 제거가 크게 도움이 될 것입니다. subjct는 여기에 언급하는 것보다 너무 복잡하지만 인터넷에서 (이전 스택 교환 회신에서)이 주제에 대해 많은 이점이 있습니다. 접지면의 적절한 사용, 분리, 전류 루프의 면적 최소화, 전류 리턴 경로 차단, 고전류 흐름 경로 식별 및 회로의 노이즈에 민감한 부분 (및 그 이상)으로부터 짧고 멀리 유지하는 것이 포함됩니다.
그래서 - 네, 선형 레귤레이터는 수 SMPS를 출력 잡음을 줄일 수 있으며 수 있습니다 충분한 직접이 방법으로 전원 오디오 ampliers에 당신을 허용하는 (그리고 많은 디자인은 그렇게 할 수 있습니다) 하지만 선형 레귤레이터는 "마법의 탄환"에없는 이 응용 프로그램과 좋은 디자인은 여전히 중요합니다.
선형 레귤레이터는 대역폭을 제한적으로 조정할 수 있습니다. 고주파가 통과됩니다. 조절기가 주파수를 얼마나 잘 감쇠시키는지는 리플 제거에서 찾을 수 있습니다. LM317 데이터 시트를 찾아 주파수에 대한 리플 제거율 그래프를 검색하십시오.
그것은 부하 전류, 입력 및 출력 전압에 따라 다르며 분명히 Adj 핀에 커패시터를 놓는 경우에도 마찬가지입니다. 또한 주파수가 급격히 떨어집니다. 대부분의 사양은 저주파로 만들어져 트랜스포머 (100Hz 또는 120Hz 리플 일 수 있음) 후에 완벽하게 작동합니다.
요즘 일반적인 SMPS를 얻는다면 수백 kHz로 전환 될 수 있습니다. 조절 핀에 10 uF 커패시터가있는 LM317은 100kHz에서 40dB, 1MHz에서 20dB 만 관리합니다. 1MHz 1V pp 리플은 여전히 0.1V pp 리플 아웃을 통과 합니다. 더 높은 주파수에서는 더 나 빠지고 0dB로 떨어지며 이는 증폭이나 댐핑이 아닙니다.
이것은 저렴한 LM317 레귤레이터이며 시장에 더 좋은 것이 있습니다. LDO는 일반적으로 약간 덜 안정적이기 때문에 리플 제거에 좋지 않습니다.
또는 LC 필터를 사용하여 고주파수를 감쇠시킬 수 있습니다. 그러나 LC 필터에는 공진 주파수가있어 특정 주파수를 수십 번 감쇠시킬 수 있습니다!
선형 레귤레이터가 대신 노이즈를 증폭시키는 것을 볼 수 없습니다 (레귤레이터가 진동하지 않는 한). 물론, 항상 넓은 스펙트럼 노이즈 (온도 노이즈, 플리커 노이즈 등)를 추가하지만 트랜지스터, 저항, 연산 증폭기, 다이오드 등도 추가합니다.
그러나 오디오에 대해 이야기하고 있기 때문에 특정 상황에 추가하고 싶습니다.
Hans가 말했듯이 선형 레귤레이터는 SMPS의 HF 노이즈를 막지 않습니다. 커패시터 및 코일과 같은 수동 장치를 사용하는 경우 필터링 할 수 있습니다 . 관련 주파수가 100Hz 리플보다 훨씬 높기 때문에 기존 전원 공급 장치에서 제거해야하는 큰 전해 제가 필요하지 않습니다. (이러한 전해액은 정류 된 전압을 "조절하는"유일한 방법이기 때문에 커야합니다.)
따라서 수동 분리는 단어입니다. 실제로 선형 레귤레이터를 사용하려면 입력 전압이 변하지 않기 때문에 LDO를 사용할 수 있습니다.
BTW, SMPS에는 여전히 변압기가 필요합니다. 그렇지 않으면 앰프가 충격적인 경험이 될 수 있습니다. 그러나 고전적인 것보다 훨씬 작게 만들 수 있습니다.
토로 이달 초크 및 낮은 ESR 캡은 또한 리플을 줄임으로써 40db 이상을 줄이고 LDO 레귤레이터가 필요하지 않습니다.
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an101f.pdf
다음은 Russell이 이미 자세히 설명한 몇 가지 옵션을 지원하는 추가 정보입니다.
페라이트 비드의 특성 곡선이 고주파 댐핑에 대한 또 다른 훌륭한 고려 사항이지만 매우 드물게 사용되기 때문에 내가 첨부 한 동맥의 페이지 (9)는 주목할 가치가 있습니다.
다시 마법의 총알이 없으며 페라이트는 일반적인 LC 또는 RC 회로보다 유용한 적용 범위가 더 작습니다. 효과는 그리 크지 않지만 다른 두 가지와 관련된 공통 부작용없이 임피던스에 미치는 영향입니다. 옵션을 선택하고 올바른 장소에서 사용되는 페라이트는 안정성에 탁월한 영향을 줄 수 있습니다.
Peter가 앞서 들었을 때, 가청 잡음과 관련하여 가청 주파수 대역 내에서 필터링하는 것은 20hz-20khz입니다. 전원 공급 장치를 매우 유용하게 사용할 수있는 빠른 방법이 될 수 있습니다. 우리는 이것을 항상 기타 앰프의 RC 필터에서 볼 수 있습니다. 특히 오디오 앰프에서 경험 한 바에 따르면, 이것은 최종 >> 엔지니어 일 때 더욱 사실이됩니다. 실제로는 일반적으로 20khz-10khz 사이의 컷오프 주파수를 가진 전통적인 출력 트랜스포머입니다. 기타의 경우와 마찬가지로이 스피커는 일반적으로 약 8Khz의 컷오프를 갖도록 감쇠됩니다.
그래서 우리는 노력의 가치가없는 100khz 소음에서도 눈썹을 높이기 시작합니다.
그러나 실제로는 다른 이야기입니다. 우리가 알고있는 기본 관심 주파수는 아무도 호의를 보이지 않고 자연스럽게 자체 고조파를 만들어 가청 범위까지 내려 가기 때문입니다. 기본 주파수가 본질적으로 노이즈 인 경우, 이는 종종 하나 이상의 기본 주파수를 포함하므로 RC 및 LC 필터를 모두 사용하면 노이즈의 "톤"을 더 많이 변경하여 효과를 줄 수 있기 때문에 제어하기 어려운 제어 수단이됩니다. 그것을 치료. 따라서 이러한 효과가 용지에서 쉽게 돌아 다닐 수있는 방법을 알 수 있습니다.
따라서이를 수용하기 위해 올바른 야구장을 찾는 것은 때때로 선택한 IC의 특성이나 선택한 전원 공급 장치 설계의 고유 한 특성을 쉽게 알 수 있습니다. 그 후에는 가청 주파수 와 고차 주파수 모두에서 동일한 고려 사항으로 노이즈에 접근해야 합니다.