Как подавить помеху 50Гц по питанию?

[Sannik]

Привет всем.Делаю устройство связи, в нем есть микрофонный усилитель, у которого довольно высокий коэффициент усиления (порядка 80)и высокая чувствительность входа. Но именно из-за такого большого коэффициента усиления в тракте хорошо усиливается проникающая по земле помеха 50 Гц. Поставил электролитические конденсаторы порядка 3300 мкФ и керамические 1 мкФ - помеха не уменьшается. В схеме стоит DC-DC преобразователь 12В-5В, тоже не помогает. И кроме этой помехи есть еще какие-то непонятные шумы. Как мне подавить помеху 50 Гц и в чем может быть причина шума в микрофонном усилителе вообще? Как можно улучшить характеристики микрофонного усилителя? В качестве усилителя я применяю ОУ LM324, включенный по неинвертирующей схеме, питается от стабилизатора LM7812. Благодарю за ответ.

[radarr]

Здравствуйте. Это дурацкая проблема всех микрофонных усилителей. Вот почему многие современные схемы давно уже отказались от несимметричного входа УМ. В проффесиональных схемах в основном используется дифференциальный вход. Что можно попробовать сделать?
1. Дифференцировать схему питания, то есть включить по цепи питания встречный дроссель для взаимного суммирования наводящих импульсов.
2. Попробуйте ограничиться по нижней частоте, задав частотозадающие цепи Вашего УМ так, чтобы получить дополнительно активный ФВЧ на частоте среза, ну скажем 300 ГЦ, а зачем Вам в микрофонном усилителе меньше.
3. Наконец экранировать УМ либо в отдельный корпус, либо на отдельную плату в металлическую коробочку. Знаю многие бы этот способ раскритиковали, но этот метод опробован на практике. Когда я собирал УНЧ для компьютера на ТДА1552 то тоже никак не мог избавиться от низкочастотных наводок источника питания. Разместил плату под дисководом в корпусе и - все, проблема была решена.

Удачи...

[ALEX__A]

Уважаемый Sannik.

Опишите Ваше устройство связи более подробно. Это позволит более полно понять причину фона.

С уважением ,Алексей.

[falkonist]

Уважаемый radarr, не сбивайте народ с толку:

многие современные схемы давно уже отказались от симметричного входа УМ. В проффесиональных схемах в основном используется дифференциальный вход.

"Симметричный" = "дифференциальный" (возможно, Вы имели в виду "НЕсимметричный" ?) А сам совет - по сути правильный. Симметрировать питание конечно, можно, но лучше вообще убрать импульсный преобразователь (см. ниже), а для 50 Гц нужны такие дроссели для эффективного подавления этой частоты, что мама, не горюй!

Попробуйте ограничиться по нижней частоте, задав частотозадающие цепи Вашего УМ так, чтобы получить дополнительно активный ФВЧ на частоте среза, ну скажем 300 ГЦ, а зачем Вам в микрофонном усилителе меньше.

Диапазон мужского голоса порядка 120...300 Гц ("бас" может опускаться и до 80 Гц). Женского голоса - порядка 160...480 Гц. Выводы делайте сами... А вот начиная от 80 Гц - фильтр с крутым срезом обычно стоИт на микрофонных входах почти всех более-менее приличных пультов - это попробовать стОит.

Что касается экранировки - это правильно, но в самую первую очередь следует правильно развести "земли": "сигнальная" земля (к которой подсоединяются все элементы тракта, по которому проходит звук) должна соединяться с "силовой" землей (в частности, конденсаторы, шунтирующие шины питания) в одной-единственной точке - на конденсаторе фильтра питания. И еще один "секрет": "земляная" шина ни в коем случае не должна "закольцовываться" - как бы она извилисто и причудливо ни шла, но - только одним непрерывным проводником, нигде не разветвляющимся (с последующим объединением). "Просечки" в земляной шине, возможно, не играют особой роли для цифровых, импульсных, силовых и прочих цепей, но только не для звука и не для измерительных преобразователей!!! Такие "петли" формируют короткозамкнутые витки, на которых наводится нехилая 50-герцовая помеха.

Еще одни "грабли", на которые я когда-то наступил - какой сердечник силового трансформатора? Если "Ш-образный" - тогда глына... А если еще и "ШЛ" - то вообще труба!.. СтОит попробовать кольцо, имеющее минимальное поле рассеяния. И не нужно никаких импульсных преобразователей. Они сами по себе поганят звук. Если даже на ухо это отчетливо и не слышно, то "песок" услышать таки можно (если есть опыт, конечно).

[Prankster]

Пред запитай от батарейки, вообще шумов не будет. Я гитарный пред так делал. Вся схема помещается в коробке от спичек вместе с батарейкой. Да, и пред ставь как можно ближе к микрофону. А дифференциальный вход гемора только прибавит. Батарейка гораздо проще.

[radarr]

"Симметричный" = "дифференциальный" (возможно, Вы имели в виду "НЕсимметричный" ?)

Да, конечно. Приношу свои извинения. Конечно "НЕсимметричный".

лучше вообще убрать импульсный преобразователь

Да вот импульсный как раз наоборот был бы кстати. Если попытаться использовать вместо сетевого преобразователя (50ГЦ) импульсный с частотой преобразования 100 кГц. 100кГц мы не услышим, мы же не дельфины, тогда и отфильтровываться не надо.

. А вот начиная от 80 Гц - фильтр с крутым срезом обычно стоИт на микрофонных входах почти всех более-менее приличных пультов - это попробовать стОит.

Согласен , но все равно не представляю зачем необходимо менее 200 Гц, разве что для самоудовлетворения - ну мол у меня крутой микрофонный усилитель. На практике особо и не разобрать, ну разве что если вы захотите гром разрядов молнии записать.

[falkonist]

100кГц мы не услышим, мы же не дельфины

На первый взгляд вроде бы и правильно, но по существу есть ряд моментов, переворачивающих эту позицию с ног на голову. Во-первых, ВЧ-наводка преобразователя модулирует основной сигнал, "загрязняя" его (выше я писал, что в звуке появляется "песок"). Во-вторых, поскольку DC-DC преобразователь запитывается от вторичной обмотки сетевого 50-Гц трансформатора, то остаточные пульсации по входу будут (пусть и слабо, но все равно будут) модулировать выходное напряжение, формируя тот самый 100-герцовый фон. На все эти "грабли" я наступал самолично, потому и пишу об этом с такой уверенностью.

не представляю зачем необходимо менее 200 Гц, разве что для самоудовлетворения - ну мол у меня крутой микрофонный усилитель.

Простите, если мои дальнейшие слова покажутся обидными, но данная цитата весьма характерна для "тиаретика", никогда не имевшего дела со звуком. Тем более, что Sannik не указал области применения своего девайса и микрофона - а вдруг ему важно именно качество звукозаписи... Посему IMHO стОит исправить ситуацию по максимуму, а не наоборот - предлагать "ухудшить" показатели ТУ.

[sanitar249]

Конкретной схемотехники, Мы так и не увидили, тех- задание расплывчато
Попробую дать столь-же расплывчатые рекомендации:
На мой взгляд, нужно использовать основное свойство ОУ(диф-каскада)подавлять синфазный и усиливать противофазный сигнал. Сигнал наводки синфазен и прим. равен на оба входных провода(при селекции "земли").Остальное влияние- проникновения переменного фона по цепям питания.
Удачи!

[falkonist]

Конкретной схемотехники, Мы так и не увидили, тех- задание расплывчато

С первой частью данной цитаты согласен - намного легче было бы анализировать конкретную схему. А вот по поводу второй так легко согласиться не могу: Человек слышит фон. Хочет от него избавиться. Более-менее описаны использованные компоненты... Тут иногда и сам сидишь и днями чешешь репу из-за подобных косяков!

Насколько я понял, питание предусилителя однополярное 12 В, поступает с интегрального стабилизатора. Так что наличие помехи по "плюсу" крайне мало вероятно (хотя полностью и не исключаемо).

Предварительное резюме: без схемы - это все гоняние воздуха. Схему в студию! А в дополнение к ней - и рисунок печатки!

[radarr]

Простите, если мои дальнейшие слова покажутся обидными,

Что Вы. Слова критика не могут быть обидны. Они могут быть только поучительны.

Однако:

Во-вторых, поскольку DC-DC преобразователь запитывается от вторичной обмотки сетевого 50-Гц трансформатора, то остаточные пульсации по входу будут (пусть и слабо, но все равно будут) модулировать выходное напряжение

Немогу я с этим согласиться. Все тоже вроди бы правильно, но пульсации тока именно модулирующие выходное напряжение имеют немного не ту физику. Они наводяться из-за невозможности отфильтровать 50 Гц составляющую входными фильтрами. Причем провалы на емкостях входных фильтров прямопропорциональны потребляемому току. А какой же ток потребляет микрофонный усилитель? Эту проблему можно решить сетевым фильтром на основе встречного дросселя и конденсатором "большой" емкости.
При современной элементной базе компании скажем EPCOS на ток в 10А размеры дросселя всего 35-диаметр, 40-высота (мм). За 15$ я преобрел готовый сетевой фильтр. Просто как Вами уже было сказано мы исключаем канал проникновения наводок при помощи магнитного поля, что собсно и дает нам наш 50Гц трансформатор.

Что же дает применение импульсника - дак от 100кГц составляющей на выходе отфильтроваться не так сложно как от 50 Гц, тем более, что все гармоники находятся вне звукового диапазона.

А если чесно то все это будет слишком для микрофонного усилителя, поэтому понятно, что мой способ решения проблемы неприемлем

Пред запитай от батарейки,

Хм - самый дешевое решение проблемы.