آموزش ساخت آمپلیفایر و سیستمهای صوتی های فای

ایمیل نویسنده وبلاگ : Arefff@gmail.com

اهمیت منبع تغذیه آمپلی فایر
نویسنده : عارف - ساعت ۱۱:٠۸ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٥ مهر ۱۳٩٠
 

متاسفانه حتی طراحان با تجربه هم در طراحی آمپلی فایر و سیستمهای صوتی کمتر به منبع تغذیه توجه میکنند  . حتی در کمتر مواردی اعتقاد براین هست که منبع تغذیه چقدر میتونه در کیفیت صدای تولید شده تاثیر گذار باشه . بیشتر تمرکز طراحان و مخصوصا DIYer ها مخصوصا در ساخت آمپلی فایر های لامپی معطوف شده به ساخت و طراحی چک های خوب و یافتن لامپهای مرغوب و تست و مقایسه برای گرفتن بهترین ترکیب و... 

خب همه این موارد برای گرفتن صدای خوب لازم و ضروریه و بهترین توپولوژی مدار با بهترین ترکیب قطعات مرغوب و مچ باید انتخاب بشه . درکنار این موارد بایدبه خاطر داشته باشیم که :

آمپلی فایر و سیستمهای صوتی ولتاژ DC منبع تغذیه رو به سیگنال صوتی تبدیل کرده و نهایتا روانه بلندگو میکنند و برای داشتن سیگنال با کیفیت بالاتر نیاز به ولتاژ DC با کیفیت بالاتر داریم .

اون چیزی که ما بصورت سیگنال صوتی میشنویم همان ولتاژ  DCمنبع تغذیه آمپلی فایر هست که بصورت متناوب ودر شکل سیگنال صوتی وارد بلندگو میشه .

با این حساب وقتی ولتاژ DC از نظر پارامترهای فنی اون پایدارو خوب نباشه میشه انتظار صدای خوب رو داشت ؟ حتی اگه بهترین المانها و بهترین ترکیب و طراحی برای آمپلی فایر انتخاب شده باشه . باز هم نتیجه بسته به کیفیت منبع تغذیه خواهد بود.

در نگاه اول و پیش پا افتاده اینطور به نظر میرسه که منبع تغذیه خوب باید ریپل کمتر و قابلیت جریان دهی خوب  داشته باشه  و در نگاه کمی عمیق تر باید سیستم فیلتر های حذف نویز  وپارازیت های شبکه برق رو داشته باشه .

در قدمی فراتر و در نگاهی عمیق تر و جدی تر موارد جدی تری نمایان میشن . خوبه که یک  نظری اجمالی بر اساس کار یک منبع تغذیه داشته باشیم .

همونطور که میدونیم منابع تغذیه از نظر قابلیت تحویل جریان محدودیت دارند  بخاطر وجود مقاومت داخلی منبع تغذیه .

 

 این مقاومت رو در تحلیل مدارات بصورت سری با منبع تغذیه فرض میکنند

وجود این مقاومت داخلی باعث میشه تا ولتاژ منبع تغذیه با توجه به جریانی که از اون کشیده میشه تغییر پیدا بکنه .و  این غیر قابل اجتنابه . مگر در صورت استفاده از رگولاتور ولتاژ  که با ز اونهم در محدوده خاصی از جریان میتونه ولتاژ رو تثبیت بکنه .

خب برای یک تحلیل اساسی از رکتیفایر ( چه سیلیکونی و چه لامپی) شروع میکنیم 

شکل زیر شماتیک ساده از یک مبدل AC به DC با استفاده از رکتیفایر هست

 

خب میبینیم که ولتاژ AC وروردی همونطور که در شکل موج نشون داده نسبت به خط صفر ولت حالت تناوب داره یعنی دریک نیم سیکل ببصورت مثبت و درنیم سیکل بعدی بصورت منفی هست . 

بعد از عبور از رکتیفایری که در این شکل بصورت Bridge بسته شده هر دو نیم سیکل بطرف بالای خط صفر ولت منتقل شده اند . یعنی ولتاژ از حالت متناوب به مستقیم تبدیل شده و نسبت به خط صفر یا مبنا ولتاژ مثبت یا صفر داره .

اگر دقت کنید بر خلاف تعریفی که از ولتاژ مستقیم داریم که باید بصورت خط مستقیم  و موازی با محور صفر ولت ترسیم بشه  این ولتاژ خروجی دارای نوسان دو برابر فرکانس AC (حدود 100 هرتز درایران ) هست . به عبارتی ولتاژ از صفر شروع شده بصورت سینوسی افزایش پیدا کرده دوباره به طرف صفر نزول پیدا میکنه و این نوسان بصورت 100 بار درثانیه ادامه داره .

این ولتاژ DC بصورت ثابت نیست ویک ولتاژ DC متغیر هست . 

برای اینکه فاصله بین دونیم سیکل رو که ولتاژ از ماکزیمم به طرف صفر در حالت نزول  ویا از صفر درحال افزایش هست رو پر کنیم از خازنهای الکترولیت  بصورت موازی با ولتاژ DC استفاده میکنیم .

هنگامی که ولتاژ DC در ماکزیمم حد خود (پیک ) قرار داره خازن سریعا شارژ میشه و هنگامی که ولتاژ بصورت سینوسی در حالت نزول هست ولتاژ ذخیره شده در خازن باعث میشه تا ولتاژ DC در مقدار پیک ثابت بمونه  . اما این در حالت ایده آل هست  که ما یا مقدار جریان مصرف کننده رو صفر در نظر میگیریم یا ظرفیت خازن رو بی نهایت !!

در حالت واقعی چون مصرف کننده از منبع تغذیه جریان می کشه بنابراین در فاصله بین دونیم سیکل خازن با شیب کمی شروع به دشارژ شدن میکنه .

طبق تعریف حالت ایده آل چون در حالت واقعی نمیتونیم مقدار جریان مصرف کننده رو کاهش بدیم لذا بهترین راه حل برای کم کردن ریپل استفاده از خازنهای با ظرفیت بالاتر هست .

بعد ازموازی کردن خازن ولتاژ DC از حالت متغیر به یک حالت نسبتا ثابت با کمی نوسان منظم که ریپل نامیده میشه تبدیل میشه . مقدار این ریپل به چهار پارامتر : فرکانس  AC /دامنه ولتاژ /مقدار ظرفیت خازن و جریان مصرف کننده بستگی داره .(البته یک پا

برای درک بهتر ترتیب تبدیل ولتاژ AC به DC  متغیر و سپس DC ریپل دار و نهایتا DC صاف خوبه که نگاهی به شکل زیر داشته باشیم 

 

شکل زیر حالت های مختلف رو به ترتیب نشون میده

خب تا اینجا نحوه تبدیل ولتاژ AC به DC رو تا حدی تشریح گردید. 

با توجه به دو مقوله اصلی 

1: مقاومت داخلی منبع تغذیه

2: استفاده از خازن برای حذف ریپل برای رسیدن به ولتاژ مستقیم پایدار 

و جمع بندی مباحث این دو مقوله . میرسیم به تحلیل های مقاومت داخلی منبع تغذیه در حوزه زمان ( وابسته به زمان ) و فرکانس های مختلف  وقابلیت تحویل لحظه ای توان با کمترین تاخیر برای مصرف کننده .

 

ادامه دارد