РАЗВЯЗКА КАСКАДОВ ПО ПИТАНИЮ
Источники и цепи питания постоянного тока ФУ усилительного устройства являются общими. Поэтому надо обратить самое серьезное внимание-на проектирование системы питания, чтобы исключить связи между ФУ через общий источник питания. Любой сигнал переменного тока, возникающий в ФУ или нагрузке, не должен присутствовать на шинах питания и не создавать падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания.
В идеальном случае источник питания должен быть генератором ЭДС с нулевым внутренним сопротивлением. Однако реальный источник имеет конечное внутреннее сопротивление Ri, следовательно, через это сопротивление источника могут образовываться связи между ФУ. Причем эта нежелательная обратная связь усиливается из-за сопротивления соединительных проводников цепей питания. Одновременно они, как и сигнальные проводники, подвержены воздействию электрических и магнитных помех. И здесь применимы те же методы борьбы, которые рассматривались ранее.
В статическом режиме (в режиме постоянного тока) напряжение UH, передаваемое на нагрузку,
Uн= Uх.х — Iн max (Ri+Rл max),
где Ux.x — выходное напряжение ненагруженного источника (холостого хода); Iн max — максимальный ток нагрузки; Rл max — сопротивление соединительной линии.
Чтобы улучшить работу источника при медленном изменении тока нагрузки, необходимо улучшить стабилизирующие свойства источника (уменьшить Ri) и соединительные провода брать достаточного сечения. При резком изменении тока нагрузки на ДIн (режим усиления звуковых сигналов — динамический режим) возникают напряжения переходных помех, и результирующее-изменение напряжения на нагрузке оказывается функцией волнового сопротивления Z0 линии передачи, Мгновенное напряжение помехи на нагрузке
тде Lл и Сл — соответственно индуктивность и емкость линии передачи питания.
Волновое сопротивление линии передачи может служить хорошим критерием качества для сравнения различных систем разводки питания. Чтобы подучить хорошую развязку в динамическом режиме, волновое сопротивление линий передачи должно составлять не более нескольких Ом.
Для этого необходимо увеличить Сл и уменьшить Lл. Это достигается использованием плоских шин питания, расположенных как можно ближе, между которыми устанавливается изолирующая прокладка с большой диэлектрической постоянной. Например, два провода круглого сечения с тефлоновой изоляцией, разнесенных на 1,5 диаметра, имеют Z0=80 Ом. Однако если два плоских проводника шириной H=10 мм расположить один над другим и разделить тонкой (толщиной h ==100 мкм) полиуретановой пленкой (е = 7), то волновое сопротивление такой шины будет:
На практике сделать шины передачи с малым zq довольно сложно и дорого, что вынуждает подключать к нагрузке между шинами питания и земли развязывающий керамический конденсатор емкостью от 0,1 до 1,0 мкФ [19] для обеспечения малого комплексного сопротивления шин питания. Чтобы исключить динамические помехи через источник и дополнительно сгладить пульсации питающего напряжения, применяют развязывающие фильтры.
Для развязки слаботочных и чувствительных узлов по цепи питания ис-яользуются резистивно-емкостные и реже индуктивно-емкостные фильтры.
Итак, для улучшения характеристик системы питания, цепи разводки необходимо выполнять плоскими шинами; для развязки паразитного сопротивления шины питания, непосредственно на зажимах нагрузки устанавливается керамический конденсатор (с малой собственной индуктивностью) развязки писания; а для развязки отдельных каскадов усилителя устанавливаются RC фильтры.