Уже давно замечено, что импульсные системы питания, даже в устройствах не имеющих аналоговых узлов, влияют на итоговое качество звука. В принципе, механизм этого явления понятен - наличие гальванических связей между аппаратурой в совокупности с паразитными связями через сеть и широкополосными электромагнитными шумами самого источника.
Для минимизации этого влияния был выбран самый простой вариант, замена импульсного источника на линейный. Естественно, это снижает и КПД источника, и увеличивает габариты, и уменьшает диапазон рабочих сетевых напряжений – но позволяет резко снизить общий шумовой фон и минимизировать паразитные связи через сеть.
Собственно компьютерное «железо» и корпус – выбирал не я. По поводу материнской платы был диалог на предмет согласования (в сторону упрощения и удешевления) системы питания и необходимой вычислительной мощности.
В итоге, получилось следующее: Материнская плата – J3160TM-ITX c пассивным охлаждением. Устройство вывода – SOtM tX-USBexp. Накопитель – SSD.
Определенные сложности возникли с определением необходимых параметров системы питания, так как в описаниях плат нет достаточно точных данных, и так обтекаемо сказано о максимальной потребляемой мощности. В результате, все выбиралась исходя из предельных мощностей, что наверняка привело к завышенным значениям необходимых токов источника (соответственно – и стоимости). Может, это и к лучшему - запас на вырост.
Источник 4-х канальный.
Основной канал – 19V 3A, для питания материнской платы.
Канал 9V 1A, для питания платы вывода.
Канал 5V 1.5A, для питания SSD.
Канал 5V 0.5A, для питания внешнего синхрогенератора.
Общая полная мощность источника – 76 ватт, диапазон входных напряжений 195-245 вольт, охлаждение пассивное.
Источник реализован не по совсем обычной структуре – он двухступенчатый.
Первая ступень выполняет следующие функции: Во-первых, обеспечивает разгрузку вторичных стабилизаторов по рассеиваемой мощности. Во-вторых, позволяет существенно снизить уровень шумов, как проникающих из сети, так и генерируемых источником в сеть, за счет наличия линейного регулирующего элемента прямо в цепи первичной обмотки трансформатора. В третьих, позволяет оптимизировать работу силового трансформатора, так как действующее напряжение на его первичной обмотке изменяется в незначительных пределах не зависимо от напряжения сети.
Силовой трансформатор тороидальный, с пониженной индукцией и внутренним экраном.
Вторичные ступени обеспечивают динамику, низкий уровень выходных шумов, долговременную стабильность и защиту от перегрузок. Вторичный стабилизатор основного канала - LM350T/NOP, в остальных каналах LT1764AET. Для получения желаемого вида переходного процесса непосредственно у стабилизаторов установлены полимерные емкости с очень низким ESR.
Так как корпус довольно большой, а материнская плата – маленькая, то проблем с размещением всего этого хозяйства не возникало. На боковую стенку корпуса вынесены охладители первичной ступени стабилизатора (как основной источник тепла), вторичные стабилизаторы установлены на локальных охладителях. Так как место было, я с их размерами особенно не стеснялся. Конечно, площади охладителей избыточны. А для видимых охладителей вообще был отдан приоритет эстетическим вопросам, были специально найдены широкие профиля с низким ребром, чтобы получилась сплошная боковая стенка.
Сам стабилизатор разбит физически на две части. Высоковольтный регулятор со вспомогательными цепями смонтирован на отдельной плате и установлен прямо на охладителе. Выпрямители и вторичные стабилизаторы скомпонованы на второй плате. Сделано это и с точки зрения повышения электробезопасности, так и оптимизации компоновки узлов.
Как это все выглядит, можно посмотреть на картинках.
А как работает - в скором будущем сможем узнать у счастливого обладателя сего девайса.
1. В принципе да, но не совсем так прямолинейно.
2. На «мамке» что работает - то работает. Я еще не видел попыток заменить, скажем, многофазный источник процессора на линейный. Важны два момента – все там рядышком и петли соответственно короткие, в питании этих источников отсутствует модуляционный шум первичного источника. В той же «Вадии», толи 4, толи 5 импульсных источников на борту - и ничего.
В любом случае - "обычный" трансформатор не "сорит" высокочастотным "мусором" в питание других компонентов системы.
Цитата:1. В принципе да, но не совсем так прямолинейно.
Неужто, "магнитный усилитель" как у Карвера?
(22-02-2017 18:14)Eugene. писал(а): ... Я еще не видел попыток заменить, скажем, многофазный источник процессора на линейный ...
Там надо около вольта при конских токах - линейный стабилизатор получится "ещё тот". Можно вместо компьютерной "мамки" что-нить маложручее - "малину", "апельсину и т.п. но говорят, "не играет"
(22-02-2017 18:17)АндрейКа писал(а): Неужто, "магнитный усилитель" как у Карвера?
Спаси и сохрани, они тоже «кривые» – будь здоров.
Линеаризованный полевой транзистор.
С уважением.
P.S. Тут как бы не ставилась задача создать все с нуля (это бы в корне поменяло подход), а исправить что возможно в конкретной конфигурации, и со стоимостью в разумных пределах.
А если так?
Все 4 линии (+12, +5, +3.3 и +5 дежурка) просто обмотка+шоттки+ дросселёк+стаб на мощном полевике, типа IRFP044N?
Для SSD просто ограничится отбором токов через постстабовые дроссели.
ЦАП - от аккумуляторов, но на этот раз без фанатизма - батарей 8 на всё вместе с транпсортом xVM.
Комп такой.
i7 7700k, разогнан до 4500, эксплуатируется на 80 процентов загрузки проца.
Виедеокарты нет. Если и будет, то только когда Дефоника будет корректно задействовать вычислительные ресурсы видео в своих ненасытных цифрокроссоверных целях.
Какие токи по цепям +12, +5 и +3.3.,?
Ужасно не хочется резать провода БП, впаивать в разрывы 0.05 омные резисторы и смотреть на них падения напряжений. Может, кто знает эти циферки - сколько ампер в пиках возможны по этим шинам ?
Отсюда начну плясать с трансом, шоттками, дросселями и т.т.
Хочу поблагодарить Евгения за отличный источник для музыкального пк! Мастер, как всегда, на отлично справился с поставленной задачей и впечатления от устройства сугубо положительные. Замена импульсного источника, прежде всего материнской платы, так как плата вывода была и до этого запитана линейным источником, привела к понижению шумового порога и, как следствие, расширению динамического диапазона и иформативности. Очень заметно усилилась динамика и скорость, увеличилась плотность звука - теперь он словно высечен из камня. Это, в свою очередь, позволило услышать новые интонации в хорошо знакомых фонограммах и еще сильнее ощутить эффект присутствия.
(22-03-2017 03:53)Unforgiver писал(а): Хочу поблагодарить Евгения за отличный источник для музыкального пк! Мастер, как всегда, на отлично справился с поставленной задачей и впечатления от устройства сугубо положительные. Замена импульсного источника, прежде всего материнской платы, так как плата вывода была и до этого запитана линейным источником, привела к понижению шумового порога и, как следствие, расширению динамического диапазона и иформативности. Очень заметно усилилась динамика и скорость, увеличилась плотность звука - теперь он словно высечен из камня. Это, в свою очередь, позволило услышать новые интонации в хорошо знакомых фонограммах и еще сильнее ощутить эффект присутствия.
Можно подробнее про то как расширился динамический диапазон в результате подключения этого блок питания, скажем в сравнении с обычным нормальным блоком питания для компьютера.
(22-02-2017 17:48)Eugene. писал(а): Уже давно замечено, что импульсные системы питания, даже в устройствах не имеющих аналоговых узлов, влияют на итоговое качество звука. В принципе, механизм этого явления понятен - наличие гальванических связей между аппаратурой в совокупности с паразитными связями через сеть и широкополосными электромагнитными шумами самого источника.
Не проще ли в этом случае избавиться от гальванических связей? Это наверное более эффективный способ улучшить звук. Или за это не получится определённую сумму взять?
(19-05-2017 17:02)CTAC писал(а): Не проще ли в этом случае избавиться от гальванических связей? Это наверное более эффективный способ улучшить звук. Или за это не получится определённую сумму взять?
Понимаете, вопрос стоит не только в уменьшении влияния компьютера на ЦАП, но и в уменьшении шумов питания внутри самой машины. Есть вот такая неприятная особенность у цифровых устройств, что пороги переключения и крутизна фронтов связаны с напряжением питания. Чем меньше шума в питании, тем стабильнее все остальное. Косвенно, шум питания приводит к увеличению джиттера. Да и импульсные источники просто шумят - и в сеть и в воздух.
Как-то так.
Гальваническая развязка, штука хорошая, но отнюдь не дешевая. Если не ориентироваться на китайские изделия с не ясными свойствами, то, например, «голая» плата развязки для USB (поддерживает режим Low and Full Speed Communication) от AD, стоит порядка 50 фунтов. Рассматривать гальваническую развязку от сети питания – я не буду
С уважением.
P.S. Какая-то у Вас маниакальная страсть считать чужие деньги. Это государство, или какой ни будь облгаз может навязать свои услуги, а тут всегда есть выбор. Не нравится – не ешь.
(19-05-2017 19:18)Eugene. писал(а): Косвенно, шум питания приводит к увеличению джиттера. Да и импульсные источники просто шумят - и в сеть и в воздух.
Как-то так.
Можно узнать что именно подразумевается под уровнем джитера?
И как именно влияет блок питания материнской платы на уровень джитера?
Чтобы импульсные источники не шумели в сеть обычно применяют сетевые фильтры, сетевые провода в экране, а чтобы не шумели в воздух обычно их экранируют (они уже продаются экранированными).
Можно узнать как именно повлияло установка линейного источника питания материнки на звук.
(19-05-2017 19:18)Eugene. писал(а): Гальваническая развязка, штука хорошая, но отнюдь не дешевая. Если не ориентироваться на китайские изделия с не ясными свойствами, то, например, «голая» плата развязки для USB (поддерживает режим Low and Full Speed Communication) от AD, стоит порядка 50 фунтов. Рассматривать гальваническую развязку от сети питания – я не буду
50 фунтов не очень дорого, неужели проще городить линейный источник у которого главное преимущество - повышенное тепловыделение и его использование совсем не замена гальванической развязке?
У Вас есть конкретные вопросы по реализации источника, спросите, и я попытаюсь ответить.
У Вас есть своя точка видения, как правильно бороться с шумами систем питания – она мне не интересна. У меня достаточно опыта проектирования таких устройств (в том числе и импульсных), чтобы не интересоваться мнениями на сей счет по форумам.
Вы хотите узнать, какой субъективный эффект дал этот источник – я не знаю. Спросите у того, кто его эксплуатирует и имел возможность сравнить.
Вы считаете не целесообразным такой подход – это Ваше право, не пользуйтесь таким решением. Есть и другие мнения, источник был спроектирован по просьбе человека в соответствии с его видением этого вопроса, и в единственном экземпляре. В принципе, я считаю, что такой подход имеет право на жизнь, так как позволяет решить много проблем. Правда за это приходится платить увеличенными габаритами и пониженным КПД.
Если Вам хочется просто поговорить, извините, у меня куча работы. Да и беседа с Вами не вызывает у меня положительных эмоций.
С уважением.
P.S. AVM – возьмите и сделайте. Меня пытались склонить к проектированию такого устройства. После более тщательного анализа, все оказалось не так радужно, как виделось. В итоге, я пока отказался от этой затеи, может у Вас будет больше настойчивости.
(19-05-2017 22:28)Eugene. писал(а): P.S. AVM – возьмите и сделайте. Меня пытались склонить к проектированию такого устройства. После более тщательного анализа, все оказалось не так радужно, как виделось. В итоге, я пока отказался от этой затеи, может у Вас будет больше настойчивости.
Та я давно пользую эту адум, и для аудио компа и для измериловки - просто стоит перед усб хабом - полная развязка от потенциалов и помех.
Рекомендую.
Мне не понравились его временные параметры, особенно на низкой скорости, да и вопросы с переключением скорости тоже. У меня возникло ощущение, что поток надо полноценно регенерировать хотя бы в одну сторону, а это уже одним ADuM не отделаешься.
(19-05-2017 22:28)Eugene. писал(а): В принципе, я считаю, что такой подход имеет право на жизнь, так как позволяет решить много проблем. Правда за это приходится платить увеличенными габаритами и пониженным КПД.
Ну да конечно, Вы же боретесь с джиттером и его победили, хоть и ценой увеличенных габаритов и пониженного КПД.
Крутейшая аффторская работа в области звукотехники, я бы просто назвал это революцией в цифровом звуке. Понижает джиттер и расширяет динамических диапазон - подход имеет право на жизнь.
Главное схему не надо публиковать - уведут конкуренты, надо держать монополию и сперва получить патент
(19-05-2017 22:28)Eugene. писал(а): СТАС
Мне не совсем понятно, чего Вы хотите.
Вообще ничего не хочу, Вы же сами попросили моего мнения про Ваши разработки, я его Вам и предоставил, всегда рад помочь разобраться с джиттером
/
Линейный источник для «музыкального» компьютера.
