Как правильно заземлить усилитель: схемы и ошибки соединения

Заземление усилителя — это фундамент качества звука. Ошибки в организации цепей GND приводят к появлению фона, наводкам и искажениям. Чтобы понять физику процесса, рассмотрим, как движется ток в аудиосистеме.

Схема линии передачи сигнала и возвратного тока:

Как всем нам известно, еще из школьного курса физики, ток может протекать только в замкнутой цепи. Источник сигнала, отдавая ток приемнику по сигнальному пути, всегда имеет еще один путь – путь возвратного сигнала (возвратного тока). Для упрощения изложения, я обозначил на изображении сигнальный путь зелеными стрелочками, а возвратный – красными. Естественно, это условно, поскольку переменный ток изменяет вектор направления. В хорошо организованной линии передачи путь возвратного тока имеет чистое и кратчайшее соединение.

Понимание этих процессов критически важно не только для усилителей мощности, но и для других узлов, например, при проектировании усилителя для тыловой АС, где компактность и правильная разводка земли играют особую роль.

Схема соединений, выполненная с ошибками (схема «звезда»):

Частый случай – выполнение линии передачи от источника к приемнику через так называемое соединение "звездой". Предположим, что сигнал передается от предусилителя к усилителю мощности. Оба узла имеют раздельные источники питания. Для предусилителя я специально показал дублирующее соединение GND. Здесь сигнальный возвратный путь тока (показан красными стрелочками) от УМ к ПУ проходит длинный путь через общую точку. Но поэтому же пути проходят и возвратные пути источников питания. В случае с ПУ, для которого выполнено дублирующее соединение GND, существуют два возвратных пути (показаны золотистыми стрелочками). Самое страшное в этом примере – смешивание пути возвратного тока от УМ к ПУ с путем возвратного тока от УМ к источнику питания (показан коричневыми стрелочками), поскольку возвратный путь тока УМ – сильноточный. Это является причиной модуляции сигналов.

Как выполнять соединения. Усилитель мощности по схеме стерео:

При использовании общего источника питания для обоих каналов усиления, плата УМ может быть только общей. Любые попытки разделения приведут к возникновению контура GND. Это же касается и ПУ и устройства защиты АС. Обратите внимание, как я обозначил подключение АС. Для них источником сигнала является УМ, следовательно, путь возвратного тока должен быть выполнен к УМ (в данном случае – к устройству защиты). Соединение с корпусом производится только на входных клеммах (RCA), больше нигде.

Правильная работа с сигналами также важна при сборке индикаторов, например, индикатора уровня сигнала на светодиодах, где чувствительность к помехам также высока.

Усилитель мощности по схеме "двойное моно":

Здесь справедливы все замечания, указанные выше, за исключением раздельных плат.

Всегда анализируйте путь возвратного тока. Старайтесь выполнить его кратчайшим и чистым. Конечно, для этого необходимо и трассировку плат продумывать очень тщательно, но это уже отдельный разговор.

Автор: Lexus

forum.cxem.net