Měření unikajícího proudu ze SMPS, konfigurací propojení-vliv na audio (Stránka 1 z 6)

Zatím nemám spektrum pořádně zaměřené. Důvod je jednoduchý, můj bateriový miniosciloskop spektrum neumí a když tam sáhneš čímkoliv, napájeným ze sítě, byť z oddělováku, tak tam zaneseš pro unikající proud paralelní kapacitní cestu a tudíž chyby metody. V notebooku už baterku nemám, dávno odešla.

Proč je ten hrb někde pod 70  Hz a né na 50?

Konečně pořádný vlákno ,dobrá práce Pavle. Přesně tyhle obrázky vidím na osciloskopu z jakéhokoli zdroje a sítě.průnik je vždy kapacitně a nebo po neoddělené gnd. Jedinné řešení je opravdu striktní oddělení a důsledná práce s vedením zemí mezi přístroji ale i mezi moduly v rámci přístrojů napájené ze SMPS i lineáru kde není striktní třída II.  Bohužel se čím dál více setkávám z hlediska možného odfiltrování i s mnohem horší věcí a tou je nárůst 1/f LF hluku cca pod 50Hz což je opravdu velký problém toto odstranit. Zda to dělají nějaké specifické stroje nebo nějaké  sync rázy blízké grid FVE zapojené do sítě opravdu netuším,ale není to opravdu vůbec dlouho co se toto začalo postupně více a častěji objevovat.

Omlouvám se, že jsem nereagoval dříve, včera odpoledne jsem byl na dostizích.

Bohužel, výsledky ukázané v příspěvku #6 v tomto vlákně, naměřené PicoScopem, jsou správně. Doba náběhu rychlých rušivých hran je jen 50ns (nanosekund) a bateriový miniosciloskop má šířku pásma jen 1MHz, takže je „učesal“. Pro jistotu jsem udělal kalibraci obou kanálů PicoScope a zkoušku na indukované rušení při zapojeném obvodu a zkratovaném vstupu, vše bylo a je v pořádku, nejsou to úniky nebo chyby metody.

Pro názornost bude nejvhodnější začít náhradním schématem uspořádání.

SMPS zdroj 2x27V sestává ze 2 zdrojů 1 x 27V v sérii (s ochrannými reversními diodami). L a N vstupy mají proti PE Y-kondenzátory 2.7nF, takže 5.4nF pro 2 zdroje (C2, C3). Mezi 0V (nebo +27V, -27V) a PE se naměří svodová (unikající, stray) kapacita 62nF. Propojka P1 není zapojena, aby se dodržely podmínky experimentu s měřením zesilovače s RCA kabelem. R1 je měřicí bočník pro měření proudu, úbytek napětí na něm odpovídá kapacitnímu proudu přes C1 z 0V do PE. 20mA/1V.

Udělal jsem další měření:

1) měření bez R1, tj. měření napětí mezi 0V zdroje a PE
výsledek je na odkazu, včetně kalibračního obdélníku 50Hz

Efektivní hodnota napětí byla ověřena multimetrem Protek 506 a údaj DMM a osciloskopu si odpovídá. Spektrum těchto signálů do 97kHz je na dalším odkazu

Dominuje pochopitelně 50Hz a je vidět spínací frekvence 68kHz.

2) měření spekter a v časové oblasti s bočníkem R1 byla ukázána v příspěvku č.6 a nic se na nich nemění.

3) měření s propojkou P1 a bočníkem R1 50R
V tomto případě je propojený výstup SMPS 0V na svorku PE přímo na zdroji. Viz čárkovaná čára v náhradním schématu. Smyčkou přes R1 ale přesto prochází proud, převážně VF. Je to ekvivalent propojení 2 přístrojů v class I přes nesymetrický RCA kabel. V časové oblasti vidíme jen VF špičky:

Spektrum do 24kHz, s použitím filtru 30kHz pro zvětšení dynamického rozsahu:

V audio pásmu je to vcelku „vyčištěné“, nejvýraznější složka 50Hz (smyčka) má 1mV, odpovídá proudu 20uA/50Hz.

VF spektrum do 10MHz:

Převažuje energie v pásmu 1 – 10MHz, odpovídá rychlým špičkám v časové oblasti.

Ze všech měření je jasný závěr – pro RCA propojení používat zdroj signálu důkladně izolovaný od PE (izolační trafo, USB izolátor, optika).

Nebo jet v class I – class I s dobře provedeným symetrickým propojením.
Každopádně, metoda „ucho řekne vše“ a pokus-omyl nefunguje, pokud nám jde o čistotu signálu a maximální SNR.

godz, připojená zem (PE) ke kostře přístroje neznamená, že signálová zem na RCA je také tak připojena. Výstup RCA jde přes plastový prolis.
U DO200 Pro je PE připojena do plošného spoje kde může být součásti signálové země, ale také nemusí. Kdo má tyto přístroje doma, tak může jednoduše zjistit jaká je skutečnost. Spojovat zem (PE) se signálovou zemí je u audia středověká praktika.

Toto není problém staticky impedančně změřit = odpojený DAC PE kolík proti kovovým částem a jednotlivým konektorům RCA (jak spdif tak RCA out). U E70 to spojené bylo a ač mám zesilovače ve třídě II byl to slyšitelný i měřitelný problém s typickými spektry. Blbé je že i kdyby gnd spojená nebyla,bude tam stále významná kapacitní vazba,která sice nebude tak problematická na 50 a dole,ale hf binec tam bude uplně stejný jako kdyby to bylo spojené.
Pokoušel jsem se to zkoumat někdy předloni až loni a řešit různými způsoby:

1. Prasáckou šňůrou k E70 s nezapojeným PE (nepomohlo,měření lepší ale zvuk ne)
2. USB 2.0 hispeed izolátory (tři různé typy s odlišnou konstrukcí) plně funkční rozdíly mezu řešeními minimální
3. Zdroj PC (julina ale digitálně do dacu optikou nebo spdif) dobré ale jitter zvukovky opravdu zhorší zvuk znatelně,významné limity pro hires
4. Kombinací s jiným transportem s USB ve třídě II (místo PC které používám doma na vše jiná zařízení smps vs akumulátorové napájení) podobné jako z pc s izolátorem,nedokáží říci lepší-horší s izolátorem navíc asi lepší.

V podstatě jsem empiricky došel k tomu co tu naprosto profesionálně a odborně a jasně ukázal Pavel.
Oddělit (zejména jakýkoli přístroj ve třídě I pokud není jen jeden samotný = musí být zcela mimo a striktně galvanicky oddělen (nízká kapacita+ následný filtr) a nebo přesně propojení symetricky, avšak se zapojenou gnd jen na jedné straně z dvojice generátor/zátěž (empiricky vhodnější ta s nižší impedancí proti PE z hlediska signálu. Jinak k zarušení únikovými proudy opět dojde, ale nebude to na spektrech z výstupu zařízení vidět díky cmrr. ale slyšet ano.

kryton:
Protože u (pravé) symetriky má gnd pouze funkci stínění a pokud propojuješ dvě zařízení třídy I nebo i I a II (s kapacitním proudovým leakem typicky toroidy a velké EI) tak defakto vytvoříš opět velkou zemní /signálově rušící smyčku (spojenou přes piny 1 ve stroji a PE v napájecích konektorech, na kterou se naindukuje elmag krásně vše z okolí a sítě v souběhu napájecích kabelech i xlr kabelech a chybové napětí v plné úrovni se tak zanese do obou přístrojů což nechceme a snažíme se tomu všelijak bránit. Stačí jen nezapojovat/odpojit pin 1 (častěji strana spotřebiče,ale někdy ve speciálních případech i naopak).

Je to standart u studiové techniky v rozvodech apod kde jsou sym linky. Stínění svou elstat stínící funkci neztratí,svede bordýlek právě nižší impedancí do gnd stroje kde je pin 1 na něj připojen.

Takže slyšet to je protože to rušení (common mode proti gnd) tam je a ovlivňuje jednotlivé obvody v signálové cestě ač zdálivě se vše jeví čistě. Ověřit to lze celkem snadno a to změřením obou "polarit" proti gnd a ne proti sobě diferenciálně.

Já už proto říkám jedno že třída I je pro audio tím nejhorším zlem ale zároveň umožňuje ty velký čáry máry s kabely,síť pračkami a oddělováky.Které fungují pokaždé jinde jinak v závislosti na podmínkách a kombinacích co nebozí hifisti doma realizují A třída II řeší jen LF část problému,protože smps jejich x a y kondíky a kapacita primár/sekundár u lineárů s trafama.

PS: Pavel Macura myslím zrovna toto také myslím ví moc dobře a jistě už dlouho.

Jasný, rozumíme si napsal jsem to tučně co je tou podstatou. Nejlepší je imho třída II + symetrika s připojeným gnd pouze na jedné straně,jedinný problém může být vyrovnání potenciálů (použité smps uvnitř) což může ohrozit vstupní obvody pokud nejsou kapacitně odděleny a ošetřeny priti špičkám. Proto se to obvykle takto striktně nedělá.