Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Для тех, кто не только слушает, но и делает аппаратуру для прослушивания музыки

Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение Eugene » 22 фев 2017, 23:46

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.

С уважением.
Вложения
Аватара пользователя
Eugene
ветеран
 
Цитата
Откуда: Odessa

Re: Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение Lukas » 23 фев 2017, 14:08

Шикарне рішення! Ніяких комп'ютерних шумів :i_am_so_happy:
Цікаво як далі все реалізовано. До компа монік і мишка з клавою, чи якесь бездротове управління?
Lukas
новичок
 
Цитата
Возраст: 41
Откуда: Львів

Re: Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение pascal » 26 окт 2019, 08:58

в мене завжди було питання- як воно працюватиме з D-CAP Mode Converter який всюди в материнках присутній
https://www.compel.ru/lib/87498
такий наприклад як http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps51120.pdf
http://www.ti.com/lit/an/slva453/slva453.pdf

всі внутрішні вольтажі перетворюються через нього з 19v поданих на материнку в 5v ...
логічно було б робити зразу лінийними 5v та 3.3v

в випадку даного пристрою з лінійних 19 пертворюються в імпульсні 5v та 3.3v
pascal
новичок
 
Цитата
Откуда: Київ

Re: Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение Pischeslav » 26 окт 2019, 09:06

Eugene писал(а): Для получения желаемого вида переходного процесса непосредственно у стабилизаторов установлены полимерные емкости с очень низким ESR.


В аудиотехнике их не применяют. В компьютерной технике - самое то.
В здоровом питании - здоровый звук.
Аватара пользователя
Pischeslav
участник
 
Цитата
Откуда: Харьков

Re: Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение Eugene » 26 окт 2019, 22:36

А чем принципиально по потреблению отличается D-CAP Mode Converter, от обычного PWM? Какая разница линейному источнику. По определению, хороший линейный стабилизатор – быстрее и точнее любого PWM. И PWM до них, еще шлепать и шлепать.
И по поводу твердотельных емкостей.
Pischeslav писал(а):В аудиотехнике их не применяют. В компьютерной технике - самое то.


Этот источник питает цифровое устройство, в котором вообще никакого звука нет в принципе, а есть влияние шумом (в широком смысле) на цифровой поток данных.
И с чего Вы взяли, что не используют? На просторах сетки есть сравнительные данные по разным типам емкостей в линейном аудио тракте (в том числе, и твердотельных изготовленных по разным технологиям) - и объективные, и субъективные, и не от радиолюбителей. И они – очень даже ничего, по сравнению с обычным электролитическим конденсатором. Если интересно, поищите.

С уважением.
Аватара пользователя
Eugene
ветеран
 
Цитата
Откуда: Odessa

Re: Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение pascal » 27 окт 2019, 07:34

я имел в виду что подача сразу линейных 5v 3.3v и 15v выглядит более логично чем подача линейных 19v а потом получение с них других напряжений частотой импульсов на конденсаторах
pascal
новичок
 
Цитата
Откуда: Київ

Re: Линейный источник для «музыкального» компьютера.

Непрочитанное сообщение Eugene » 27 окт 2019, 11:58

Так, возможно, и логичнее, но требует вмешательство непосредственно в материнскую плату. А это не желательно с любых позиций. Как оказалось, выбор плат с пассивным охлаждением не такой уж и широкий, и многие имеют один вход питания, а все остальное на борту.

Есть еще и определенные технические сложности линейной стабилизации низких напряжений при больших токах.
В общем, был выбран некий компромисс между необходимыми вычислительными мощностями, фактической доступностью плат, и стоимостью линейного источника. Что совсем не исключает другого варианта решения этого вопроса.

С уважением.
Аватара пользователя
Eugene
ветеран
 
Цитата
Откуда: Odessa


Вернуться в Своими руками

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Yandex [Bot] и гости: 3