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電源濾波器必要性

生活 更新时间:2024-12-27 21:08:13

之前我有一篇文章寫過分析電源線對器材的聲音沒有影響。評論區一片争論,基本很多金耳朵或者本來就是商家信誓旦旦非常有用,而且認為是所有線材中最重要的,甚至說聽的時間不夠久,玩久了就相信了,而我剛好是玩得夠久,才從相信變成不信的。他們的理由是,放大器的原理是小信号調制電源,讓電源随着小信号發生波動,所以電源線很重要。看上去好像挺有道理的,但我分析裡加入了變壓器,整流濾波。其實早就隔離開了信号變化造成的電流變化。當然,如果你的功放電源電路設計很差,濾波電容都無法做到其應該有的最基本的功能,那麼應該有點效果。那麼問題來了,那是功放不行,不是你的線不行。

這篇主要說說兩個和電源相關的音響配件,一個是電源濾波器,另外一個是隔離變壓器。

電源濾波器必要性(說說電源濾波器和隔離電源)1

電源濾波器必要性(說說電源濾波器和隔離電源)2

單級交流濾波線路

上圖中已經将濾波器的每個單元作用标注出來,面對供電環境中容易出現的串模噪聲和共模噪聲進行分别消除。對于共模幹擾,其實采用雙絞線也能有一定的消除作用,但并不徹底。因為雙絞線的絞線密度會影響抵消幹擾的頻段。

電源濾波器是否對于音響設備有效果?答案是有,但也要看用在哪些位置。之前的文章不是已經說過經過器材内的變壓器和整流濾波後就已經不會出現雜波了嗎?事實是,通過變壓器》整流》濾波的供電,其實已經很純正,但電源線進入屏蔽的設備外殼後還有一小段線路後才進入變壓器,在變壓器初級也會産生無線電發射效果,頻率越高,對于發射的"天線“要求越短,通過正常路徑是沒辦法進入電路,有可能可以通過無線的方式讓其他小信号元件感應到。如果設計師考慮周到,會對電源電路和主要線路之間做屏蔽,從而杜絕這種幹擾。當然也可以通過外部的電源濾波,提前将這部分濾掉。需要注意的是,對付共模噪聲的電容旁路級是需要真真正正接地的,不然這部分是沒有實際效果。部分人用了濾波器後沒效果大概率是接地不良。實際使用中,我也發現實際對後級這類大功率設備,基本沒有效果,甚至可能有反效果,就是濾波電感的線徑不足造成電流供應能力減弱,建議後級功放不用過濾波器或者用大電流濾波器,至少要比額定電流大一倍以上以提供足夠餘量。其實不過就行了,反正也沒效果。濾波器隻提供給音源,前級使用。特别是數字音源,幹擾到高頻的處理電路直接影響工作效率。很多采用數字控制的工業設備,包括我們常見的電梯,也會采用電源濾波器來防止雜波幹擾CPU運行。而我們在購買電源濾波器時,大概率也是買到的是工業設備用的濾波器,這些東西其實價格并不高,但如果你購買同一個産品但号稱HIFI音響使用,則價格至少翻幾倍,畢竟說便宜了發燒友會認為沒效果。

另外一個就是隔離變壓器,在談電源線的時候已經說了變壓器有隔離雜波的功能,因為工作頻率就是低頻,高頻根本過不了,但開關電源的高頻變壓器除外。隔離變壓器是在外部就經過一個220V變220V的變壓器進行了一次隔離,基本上雜波很難再通過了,如同一個專用變電站一樣。也能起到同樣的效果。隔離變壓器的濾波效果主要來自鐵芯,因為隻有一定範圍頻率(主要集中在低頻)的信号才允許通過,所以對高頻幹擾有很強的隔離作用。

電源濾波器必要性(說說電源濾波器和隔離電源)3

隔離變壓器原理示意圖

對于家用HIFI音響,我更建議用隔離變壓器。這其中有幾個原因,首先可能我們會買一些非國内标準的器材,特别是美國和日本器材,電壓本來就隻有100V-120V,隔離變壓器可以專門定制一個繞組直接給這些設備供電。第二就是,離地,雖然電源依然有相位,但離地後哪怕線路老化觸碰設備外殼,由于沒形成回路,不會造成嚴重的觸電事故。相對來說安全很多。

但隔離變壓器的成本會高許多,同樣為了保留餘量,變壓器的功率會非常大,整套器材使用時至少要1000W到2000W的變壓器,這樣哪怕後期增加設備也能輕松應對,如果隔離變壓器選擇容量不足,就難免造成大功率設備供電不足,反而影響效果。而且變壓器本身效率并不算高,有發熱和震動的可能。

總結一下,無論是濾波器還是隔離變壓器,都有實際效果,但都更适合用在容易受幹擾的小信号處理(前級,LP唱頭放大器,模拟EQ),數字信号處理設備上(數字音源,數字轉盤,DAC,數字EQ,DSP等),大電流的後級可以不用。

另外對于濾波器或隔離變壓器後,有采用開關電源的設備,其開關電源會造成一定高頻幹擾,如果有可能,單獨做一路濾波器或隔離變壓器進行獨立使用。開關電源(含線性開關電源)的基本原理是将220V整流濾波成直流電,再調制成脈沖(開關),或高頻正弦波(線性),通過高頻變壓器進行變壓,高頻變壓器效率很高,所以變壓器做得很小。但這個調制過程就會造成高頻波段潛入供電線路影響到其他設備。

另外有一種采用二極管制造的波形重塑濾波器,其實就是整流成半波後再合并成完整正弦波,這種電路我親身體驗過很長時間,效果很好,但危險也很大,一旦某個二極管出現擊穿,會直接燒了器材變壓器,因為會出現單線缺半波的情況,能不用就不用,這種濾波器有個特點,能讓柔弱的膽機發出很活潑動感的聲音,感覺上好像功率大增,但由于存在燒壞變壓器的危險,能不用就不用吧。

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