क्या एक स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति से एक ऑडियो सर्किट संचालित किया जा सकता है?


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अधिकांश ऑडियो सर्किट स्मूथिंग के बाद बड़े, भारी ट्रांसफॉर्मर और एक छोटे रिपल के साथ संचालित होते हैं। SMPS छोटे और अधिक कुशल हैं। ईएमआई को धातु के बाड़े और शोर दमन के लिए फ़िल्टर किए गए आउटपुट द्वारा परिरक्षित किया जा सकता है।

खासकर जहां बिजली को और अधिक विनियमित किया जा रहा है। ऑडियो सर्किट में प्रयुक्त स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति क्यों नहीं की जाती है, उदाहरण के लिए। पावर एम्पलीफायरों, और एसएमपीएस सूट को ऑडियो सर्किट बनाने के लिए क्या सुधार किए जा सकते हैं?


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यह पूरी तरह से गलत है कि अधिकांश ऑडियो सर्किट बड़े और भारी ट्रांसफार्मर के साथ संचालित होते हैं। कुछ पुराने और कुछ ऑडीओफोल वाले, लेकिन वे एक छोटे से अल्पसंख्यक हैं। सेल फोन और पोर्टेबल म्यूजिक प्लेयर शायद आज "सबसे अधिक" ऑडियो सर्किट हैं, और मुझे आश्चर्य होगा कि अगर उन में से 1% से अधिक (उदार) रैखिक आपूर्ति का उपयोग करते हैं क्योंकि सीमित बैटरी शक्ति है जो कुशलता से उपयोग की जानी चाहिए।
ओलिन लेट्रोप

जवाबों:


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मुझे अपने आप पर एक छोटी सी पृष्ठभूमि दें ... मैं 14 से अधिक वर्षों से ऑडियो उद्योग में पेशेवर रूप से काम कर रहा हूं। मैंने अधिकांश प्रमुख प्रो-ऑडियो कंपनियों, एक ऑडियोफाइल कंपनी और कई उपभोक्ता ऑडियो कंपनियों के लिए सर्किट तैयार किए हैं। मुद्दा यह है, मैं चारों ओर रहा हूं और बहुत कुछ जानता हूं कि ऑडियो कैसे किया जाता है!

SMPS ऑडियो सर्किट के लिए उपयोग और किया जा सकता है! मैं उन्हें संवेदनशील माइक्रोफोन preamps से विशाल शक्ति एम्पलीफायरों के लिए उपयोग किया है। वास्तव में, बड़े पावर एम्पलीफायरों के लिए वे अनिवार्य हैं। एक बार जब एक एम्पलीफायर कुछ सौ वाट से अधिक हो जाता है, तो बिजली की आपूर्ति को सुपर कुशल होने की आवश्यकता होती है। कल्पना कीजिए कि यदि बिजली की आपूर्ति केवल ५०% कुशल हो, तो १००० वाट एम्पीटी उत्पन्न होती है!

लेकिन छोटे पैमाने पर भी, एसएमपीएस की दक्षता अक्सर बहुत मायने रखती है। यदि एनालॉग सर्किटरी को ठीक से डिज़ाइन किया गया है, तो बिजली की आपूर्ति से शोर एनालॉग सर्किटरी द्वारा खारिज कर दिया जाता है और ऑडियो शोर (बहुत अधिक) को प्रभावित नहीं करता है।

उन सुपर-शोर-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए आप एक हाइब्रिड दृष्टिकोण कर सकते हैं। मान लीजिए कि आपके पास एक एडीसी है जिसे + 5 वी की आवश्यकता है। आप + 6 v उत्पन्न करने के लिए एक SMPS का उपयोग कर सकते हैं, फिर एक सुपर-लो-नॉइज़ लीनियर रेगुलेटर जो नीचे + 5v तक ला सकता है। आपको एसएमपीएस का अधिकांश लाभ मिलता है, लेकिन रैखिक नियामक का निम्न-शोर। यह सिर्फ एक एसएमपीएस के रूप में कुशल नहीं है, लेकिन वे व्यापार बंद हैं।

लेकिन एक बात का ध्यान रखें ... ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए एक एसएमपीएस को ऑडियो को ध्यान में रखकर डिजाइन करने की आवश्यकता है। बेशक आपको आउटपुट पर बेहतर फ़िल्टरिंग की आवश्यकता होगी। लेकिन आपको अन्य विवरणों को भी ध्यान में रखना होगा। उदाहरण के लिए, बहुत कम वर्तमान में SMPS "बर्स्ट मोड" या "डिसकंटेंट मोड" नामक किसी चीज़ में जा सकता है। आम तौर पर एक एसएमपीएस एक निश्चित आवृत्ति पर स्विच करेगा, लेकिन इनमें से किसी एक मोड में स्विचिंग कुछ अनिश्चित हो जाएगी। यह अनिश्चित व्यवहार ऑडियो शोर बैंड में आउटपुट शोर को धक्का दे सकता है जहां इसे फ़िल्टर करना अधिक कठिन हो जाता है। भले ही एसएमपीएस सामान्य रूप से 1 मेगाहर्ट्ज पर स्विच कर रहा हो, जब इनमें से किसी एक मोड में आपको 10 केएचजेड का शोर मिल सकता है। यह कैसे नियंत्रित होता है, यह उस चिप के डिजाइन पर निर्भर करता है जिसका उपयोग बिजली की आपूर्ति करती है। कुछ मामलों में, आप इसे नियंत्रित नहीं कर सकते।

कुछ लोग ऑडियो के लिए केवल रैखिक बिजली की आपूर्ति का उपयोग करने की वकालत करते हैं। जबकि रैखिक आपूर्ति कम शोर है, उनके पास बहुत सारे अन्य मुद्दे हैं। गर्मी, दक्षता और वजन सबसे बड़ा है। मेरी राय में, ज्यादातर लोग जो रैखिक आपूर्ति का प्रचार करते हैं, वे या तो गलत सूचना देते हैं या आलसी। गलत सूचना दी गई क्योंकि वे नहीं जानते कि स्विचिंग सप्लाई या आलसी को कैसे संभालना है क्योंकि वे यह सीखना नहीं चाहते हैं कि मजबूत सर्किट को कैसे डिजाइन किया जाए। मैंने एसएमपीएस के साथ पर्याप्त ऑडियो गियर डिजाइन किया है ताकि यह साबित हो सके कि यह बहुत अधिक दर्द के बिना किया जा सकता है।


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+1 - यह इस साइट पर सबसे अच्छे उत्तरों में से एक है! आपने व्यापक रूप से अधिकांश मुद्दों और दृष्टिकोणों को संबोधित किया, जबकि अभी भी ओपी Google को और अधिक की अनुमति देने के लिए पर्याप्त विवरण प्रदान कर रहा है। यह कुछ पैराग्राफ में अभिव्यक्त किए गए दशकों के अनुभव की तरह है।
जोएल बी

+1। मैंने कई पुराने ऑडियो एम्पलीफायरों को "बहाल" किया है, और मैंने हमेशा मूल आयरन कोर ट्रांसफार्मर बिजली की आपूर्ति को एसएमपीएस के साथ बदल दिया है, क्योंकि मूल या समकक्ष ट्रांसफार्मर खोजने में असंभव थे। कभी एक ही समस्या नहीं थी।
एक्समैन जूल

आप कई-टैप मेन ट्रांसफ़ॉर्मर्स को नियोजित करके और रेल-स्विचिंग करके, स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति के बिना बहुत बड़े, उच्च-शक्ति एम्पलीफायरों का निर्माण कर सकते हैं। आप एसएमपीएस डिजाइनों के लिए समान क्षमता प्राप्त कर सकते हैं, भले ही 50/60 हर्ट्ज के पावर ट्रांसफॉर्मर की कीमत हो।
कॉनर वुल्फ

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एक वर्ग डी एम्पलीफायर है एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति। वे इन दिनों अधिक सामान्य हैं और काफी अच्छे चश्मे हो सकते हैं। Audiophools उनके नाक शिकन जब वे कर रहे हैं हो सकता है बताया एक एम्पलीफायर वर्ग डी है या एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति के अंदर है, लेकिन ऐसी बात कठिन एक उचित डबल नेत्रहीन परीक्षण में पता लगाने के लिए है। ऑडियो की दुनिया में, विज्ञान और औसत दर्जे के परिणामों को धार्मिक विश्वास से अलग करना मुश्किल हो सकता है।


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Audiophools: D ... मैंने उनमें से एक जोड़े को उनके विनीत / इरिडियम / प्लैटिनम सिग्नल केबल्स और मेरे "केबल" के साथ एक डबल ब्लाइंड टेस्ट करने के लिए छेड़ा है ... ahemm ... मुझे नहीं पता कि यह कैसे है अंग्रेजी में कहा जाता है: यह UNI-CIG स्टील पाइप है जिसका उपयोग हम इटली में रसोई ओवन को गैस सॉकेट से जोड़ने के लिए करते हैं। मेरे "केबल" परीक्षण के 80% के बारे में जीता ... मैं हमेशा उनके चेहरे भी याद रखेंगे जब वे देखा है कि मेरे "केबल" बनाया गया था :-) वे के बारे में "गूढ़" फिर से ऑडियो :-) कभी नहीं बात की थी
Axeman

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+1 - बिल्कुल - एक संगीतकार होने के नाते, यह ऑडियो गियर के बारे में तैरने वाले मिथकों और किंवदंतियों को सुनने के लिए मुझे पागल कर देता है। यह इस क्षेत्र के लिए लागू भौतिक कानूनों के एक पूरी तरह से अलग सेट की तरह है :-) मैं पूरी तरह से समझ सकता हूं कि इंजीनियर वाल्व, बड़े भारी ट्रांसफार्मर, सोने के तार, आदि के साथ क्यों डिजाइन करते हैं - क्योंकि वे मूर्खतापूर्ण फुलाए हुए कीमतों पर बेचते हैं। एक कुशल और उच्च प्रदर्शन amp का निर्माण क्यों करें जो मूंगफली के लिए बेचता है जब आप 2% THD के साथ कुछ अक्षम राक्षस को डिजाइन कर सकते हैं और £ 5k के लिए बेच सकते हैं?
ओली ग्लेसर

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हालांकि यह सब कहने के बाद, इसमें से कुछ कुछ समझ में आता है, खासकर जब विकृति / अस्थिरता वांछित है - मेरे पास मौजूद सभी गिटार एम्पों में वाल्व लगा हुआ है, बस इसलिए कि मैं विरूपण को किसी भी चीज़ से बेहतर पसंद करता हूं जिसे मैं ठोस से प्राप्त करने में कामयाब रहा हूं। पेडल अवस्था या प्रभाव। डिजिटली सिम्युलेटेड amp ध्वनियों के सभी प्रकार हैं, लेकिन यह वास्तव में बहुत मुश्किल है कि वास्तव में (जैसे डिजिटल या ट्रांजिस्टर के साथ) सूक्ष्म हार्मोनिक प्रभाव है कि वाल्व amps विभिन्न स्थितियों के तहत बना सकते हैं।
ओली ग्लेसर

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@ एक्समैन - वाह, यह शुद्ध विपणन प्रतिभा है। मुझे इस प्रकार के सामान के लिए उत्पाद विवरण पढ़ना पसंद है, और समीक्षाएं - यहां "ब्लैकबॉडी" की समीक्षा से एक स्निपेट है: I have found ORANGE PAPER (unwaxed) sticker dots (the ones you find at stationery stores to color code documents, folder, files, etc.) to be extrememly effective in enhancing sound quality. Other colors just did not cut it, the worse being blue and green.£ 25 के लिए ऑरेंज स्टिकर किसी को भी पॉप?
ओली ग्लेसर

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"कक्षा डी या एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति अंदर है, लेकिन इस तरह के एक उचित डबल ब्लाइंड टेस्ट में पता लगाने के लिए कठिन है" ... अगर यह सही तरीके से डिज़ाइन किया गया है। खराब-डिज़ाइन किए गए स्विचर में खराब-डिज़ाइन किए गए रैखिक की तुलना में बदतर समस्याएं होंगी, यही वजह है कि उनकी खराब प्रतिष्ठा है।
एंडोलिथ

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कम:

  • कई ऑडियो सिस्टम में SMPS का ज्यादा इस्तेमाल होता है।

  • बहुत शीर्ष-अंत उत्साही लक्षित प्रणालियों में एक लोहे के कोरड ट्रांसफॉर्मर आधारित आपूर्ति को प्रभाव में बारीकियों के कारण पसंद किया जा सकता है जो इतनी बारीक होती हैं कि उनका केवल पता लगाया जा सकता है या दावा किया जा सकता है।


एसएमपीएस नियमित रूप से कई अनुप्रयोगों में ऑडियो सर्किट को पावर करने के लिए उपयोग किया जाता है। अधिकांश घरेलू ऑडियो उपकरण संभवतः SMPS का उपयोग करते हैं।

ऑडीओफाइल्स के लिए टॉप एंड सिस्टम वास्तविक और कथित लाभों के कारण "आयरन ट्रांसफार्मर" का उपयोग कर सकते हैं। 50 हर्ट्ज ट्रांसफॉर्मर आधारित आपूर्ति के लिए शोर उन्मूलन अच्छी तरह से समझा जाता है, शोर ऊर्जा का अधिकांश कम आवृत्तियों पर होता है जो कि मुख्य आवृत्ति के एक से अधिक होते हैं जो कि रिजेक्ट के उच्च स्तर पर वांछित होने पर इसे notch फ़िल्टर तकनीकों द्वारा अस्वीकार करने में सक्षम बनाता है। मुख्य अपवाद संभवतया डायोड स्विचिंग शोर है जो वर्तमान की चोटियों के कारण होता है जब डायोड एसी वेवफॉर्म के चरम पर होता है, और प्रतिरोधों और आम तौर पर अच्छे डिज़ाइन को फैलाकर इसे बहुत कम किया जा सकता है।

SMPS आमतौर पर 50 मेगाहर्ट्ज में स्विच करने की आवृत्तियों का उपयोग लगभग 2 मेगाहर्ट्ज रेंज और आमतौर पर कुछ सौ किलोहर्ट्ज़ रेंज में करता है। ये चाहिए यहां तक कि और अधिक आसानी से बाहर किए जा है कि कम आवृत्ति शोर है, लेकिन आवृत्ति को बढ़ाने और अक्सर दूर के साथ कहते हैं पर 10 kHz तुलना में 100 kHz ऊपर कम से बदतर हो जाएगा के साथ एम्पलीफायर सर्किट कमी की अस्वीकृति स्तरों की तुलना में।

क्या एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई SMPS आपूर्ति किसी भी अधिक उत्तरदायी है जो एक शीर्ष अंत ऑडियो सिस्टम की गुणवत्ता को प्रभावित करने के लिए बहस के लिए खुली है - और thsi विषय पर बहुत बहस खोली गई है। लेकिन अगर उपयोगकर्ता सोचते हैं कि SMPS MAY एक पारंपरिक आपूर्ति से भी बदतर है और / या यदि आपूर्तिकर्ता कहते हैं कि वे हैं या हो सकता है या सुनने वाले परीक्षणों ने पुष्टि की है कि वे हैं, तो "आधुनिक सामान" लोहे की तुलना में हारे हुए होने के लिए उत्तरदायी है cored supply - वास्तविकता चाहे जो भी हो।


अजीब बात है कि ऊर का जवाब मुझे ट्यूब बनाम ट्रांजिस्टर ध्वनि चर्चा के बारे में थोड़ा याद दिलाता है।
जिप्पी २ j

@ जिप्पी - :-)। मैंने जानबूझकर "ऑक्सीजन मुक्त तांबा" या "क्रिस्टल संरचना" या केबल में किस्में के घुमावदार परत विन्यास के बारे में बात करने से परहेज किया।
रसेल मैकमोहन

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कई अनुप्रयोगों में स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का उपयोग बढ़ती सीमा तक किया जा रहा है। निश्चित रूप से वॉल-वार्ट-आकार के ऑडियो एप्लिकेशन स्विचर का उपयोग कर रहे हैं जितनी बार नहीं। मुझे लगता है कि ऐतिहासिक रूप से स्विचिंग आपूर्ति को अपनाने के लिए एक प्रमुख कारक यह तथ्य रहा है कि जबकि अधिकांश ऑडियो सिस्टम किसी उपयोगी फैशन से मिलते-जुलते उच्च आवृत्ति (जैसे 100 किलोहर्ट्ज़) से अधिक नहीं होते हैं, इनपुट पर ऐसी आवृत्तियों की उपस्थिति ऑडियो चरण आउटपुट में विकृति पैदा कर सकता है। विशेष रूप से प्रतिक्रिया-एम्पलीफायर कॉन्फ़िगरेशन में, उच्च आवृत्तियों की तुलना में कम आवृत्तियों पर बिजली-आपूर्ति शोर अस्वीकृति बेहतर है। नतीजतन, निम्न ऑडियो चरण में विकृति पैदा करने के लिए एक ऑडियो चरण की आपूर्ति पर उच्च आवृत्ति शोर के लिए यह आसान है। हालांकि 60Hz शोर अपने आप में 100KHz से अधिक श्रव्य होगा,

मुझे यकीन है कि समय के साथ स्विटर ऑडियो गियर में अधिक प्रचलित हो जाएगा, हालांकि विपणन जड़ता इसे जल्दी से होने से रोक सकती है क्योंकि यह विशुद्ध रूप से तकनीकी दृष्टिकोण से आदर्श होगा। यदि ग्राहक गुणवत्ता वाले ऑडियो गियर के साथ बड़े क्लंकी ट्रांसफॉर्मर को जोड़ते हैं, और स्विचेस का उपयोग करने वाले अधिक-लागत-संवेदनशील निर्माताओं को देखते हैं, तो वे स्विचर को "सस्ते" के रूप में देख सकते हैं, विशेष रूप से यह देखते हुए कि कुछ डिवाइस जो 60 हर्ट्ज-ट्रांसफॉर्मर-आधारित दीवार-मौसा ध्वनि के साथ ठीक लगते हैं सस्ते स्विच-मोड वाली दीवार मौसा द्वारा संचालित क्रमी जब एक ही नाममात्र चश्मा है।


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खराब फ़िल्टरिंग और खराब EMI / RFI अस्वीकृति के साथ सस्ते बड़े पैमाने पर उत्पादित स्विच मोड पावर सप्लाई (SMPS) ने हाई-फाई ऑडियो की दुनिया में SMPS की प्रतिष्ठा को धूमिल कर दिया है। जो नुकसान हुआ है, उसे दूर करने के लिए उच्च-स्तरीय उपकरणों में कुछ शीर्ष-गुणवत्ता वाले एसएमपीएस लेंगे। लेकिन इस बात का कोई अच्छा कारण नहीं है कि एसएमपीएस का उपयोग ऑडियो सर्किट, बड़े और छोटे बिजली के लिए नहीं किया जा सकता है।


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कई उच्च बैंड ऑडियो कंपनियां अब विभिन्न कारणों से एसएमपीएस का उपयोग करती हैं, न कि सभी के कारण

  • (ए) लौह कोर / तांबे घुमावदार ट्रांसफार्मर का वजन
  • (बी) घुमावदार के बीच युग्मन की क्षमता {(बिजली हानि)
  • (C) इन दिनों तांबे की वास्तविक लागत

जिस किसी ने भी कभी उच्च शक्ति वाले पीए सिस्टम के साथ काम किया है, वह जानता होगा कि बड़े एम्पलीफायर (600W से 1Kw और अब ऊपर आम हैं) आपके मानक रैक माउंट सड़क मामलों में फिट होने के लिए भारी और आकार में बड़े हैं।

मानक रैखिक बिजली की आपूर्ति 75 और अधिक 'फिक्स्ड' के प्लस और माइनस रेल वोल्टेज से कुछ भी वितरित करती है। जिस आपूर्ति का उपयोग नहीं किया जा रहा है, उससे कोई भी 'पावर' को हीटसिंक में "गिरा" दिया जाता है।

उदाहरण के लिए, केवल 10% पर चलने वाला 1 किलोवाट का एम्पलीफायर 90% पर चलने वाले समान एम्पलीफायर की तुलना में गर्मी के रूप में अधिक ऊर्जा खो देगा।

कुछ कुछ ऑडियो निर्माताओं ने इसका लाभ उठाया है और बिजली की आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज को अलग-अलग करने के लिए इनपुट डिटेक्शन सर्किट्री का उपयोग किया है ताकि आवश्यक आपूर्ति स्तर को आवश्यक रूप से प्रदान किया जा सके। 4 और 10 बार ऑडियो आवृत्ति के बीच स्विच करना, (किसी भी एचएफ कलाकृतियों को डीसी आपूर्ति से आसानी से फ़िल्टर किया जा सकता है)

यह तेज़ स्विचिंग, निम्न स्तर के संकेतों के लिए प्लस और माइनस 90V (या ऊपर, FET / ट्रांजिस्टर डिजाइन पर निर्भर करता है) के लिए आउटपुट वोल्टेज, प्लस और माइनस 30V से भिन्न होता है। एसएमपीएस की दक्षता के कारण, यह एम्पलीफायर की लागत और वजन को बहुत कम कर देता है क्योंकि स्टील और तांबे के आसपास कोई महान गांठ नहीं रह जाती है, लेकिन महान बिजली नुकसान, या अन्य बड़े प्रशंसकों को नष्ट करने के लिए कोई विशाल एल्यूमीनियम हीट सिंक भी नहीं होता है। उनके आसपास पर्याप्त हवा को स्थानांतरित करने की आवश्यकता है।

जब तक खराब फ़िल्टर नहीं किया जाता है, तब तक किसी भी एम्पलीफायर की ऑडियो गुणवत्ता पर कोई "बिजली आपूर्ति" प्रभावित नहीं होनी चाहिए यह रैखिक या डिजिटल है। एक वोल्टेज एक वोल्टेज है; किसी भी प्रकार के फ्लैट और लहर मुक्त: इसके बाद यह एम्पलीफायर का डिज़ाइन है जो शोर और विरूपण को निर्धारित करता है

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