Что такое земля?
Если вы хотя бы немного читали о схемах усилителей, вы наверняка сталкивались с терминами "земля" или "заземление". "Земля" - означает общая базисная точка или потенциал напряжения, понимаемый как "ноль вольт". Земля - вещь относительная, то есть вы можете выбрать любую точку на схеме в качестве "земли" и рассматривать все другие напряжения относительно этой точки. Например, если вы решили сделать +400 вольт питания "землёй", тогда точка соединения с другим выводом этого источника питания имела бы потенциал -400 вольт относительно этой "земли". Обычно в качестве земли выбирают общую возвратную точку для всех источников питания и схем и для "экранного" соединения входного и выходного разъемов.
Еще есть "защитная земля", которая является третьим (зеленым) проводом питающей переменной сети (розетки), по крайней мере, в США это так. Этот провод соединяется с шасси из соображений безопасности. "Земля" схемы тоже соединяется с шасси, так что весь металлический кожух будет под "земляным потенциалом", который будет защитой от разных радиочастотных и электромагнитных помех.
Вот общеиспользуемые схематические изображения земли. Первый символ общепризнанное "заземление"(eath ground) и обычно используется для шасси или защитного заземления. Второй и третий символы используются взаимозаменяемо, так же один используется для "аналоговой" земли, а другой для "цифровой", особенно в устройствах, которые имеют цифровые и аналоговые компоненты, земли которых должны быть разделены.
Также вы могли столкнуться с термином "земляная плоскость". Это просто область металла под схемой, которая соединяется с "земляным потенциалом". Это обычно медная заливка на печатной плате, но может быть и областью металлического шасси. Земляная плоскость используется как низкоимпедансная базовая земляная точка для минимальной шумности схемы и в защитных целях.
|
|
Что такое земление звездой?
Одна из лучших схем организации земли источника питания усилителя это топология земли типа "звезда", где все локальные земли для каждого каскада соединяются вместе, и провод, идущий от этой точки в единую точку земли на шасси, назад к земле источника питания. Еще лучше двухточечная земля, где земля источника питания (центр вторичной обмотки силового трансформатора, земля первого фильтрующего конденсатора) и земли выходного каскада (выводы катодов выходных ламп при фиксированном смещении или катодных резисторов при автосмещении, и земляной отвод вторичной обмотки выходного трансформатора) соединены вместе и с шасси в одной точке прямо возле земли первого фильтрующего конденсатора. Земля второго фильтрующего конденсатора, после дросселя или фильтрующего резистора, является точкой "земляной звезды" для земель предварительных каскадов. Используйте локальную общую точку для каждого предварительного каскада и протяните провод от этой точки ко второй "земляной звезде". Если сигналы двух каскадов противофазны, можно использовать общую локальную землю, но не соединяйте в ней более двух каскадов. Такая концепция может привести к множественным точкам-звездам для различных каскадов усилителя.
|
|
Почему мы так делаем?
Идея в том, чтобы отделить мощные земляные токи источников питания и выходных каскадов от протекающих по земле возвратных токов низкоуровневых входных каскадов. Эти (мощные) земляные токи могут модулировать землю чувствительных хайгейновых предусилительных каскадов и привести к возникновению гудения и шумов в сигнальном тракте. В частности, конденсатор фильтра входного питания может "всасывать" большие импульсные (кратковременные) токи для зарядки фильтрующей емкости на пике каждого цикла переменного напряжения. Эти токи нужно держать подальше от земель предварительных каскадов.
Хорошая аналогия - думать о распределении питания усилителя как о реке. Все малые токи от каскадов предварительного усиления впадают в бОльшую речку, которая включает более мощные токи (течения) от выходного каскада и еще более мощные токи от источника питания. Вам нужно чтобы каждый последующий каскад удалялся выше по течению от источника питания, так чтобы большие токи не влияли на малые. В случае земли входного гнезда, то это самая удаленная точка вверх по течению от источника питания, так что она должна быть подсоединена прямо к точке земли резистора первого катода (земле катода первого каскада). Если вы сделаете это альтернативным путем через шасси, этот малый ток окажется под воздействием земляных токов, протекающих в шасси. Подумайте о первом каскаде как об усилителе разницы между сигналом (я бы сказал "потенциалом", примечание переводчика) на сетке и сигналом на земляном выводе катодного резистора этого каскада.
Если вы сделали длинным путь возвратного тока через шасси от точки земли входного гнезда к точке земли катодного резистора, вы можете подобрать по дороге всякий хлам. Сделайте этот путь коротким, используйте качественный экранированный кабель, входной разъём, изолированный от шасси, экран заземлите в точке земли катодного резистора первого каскада.
Как заизолировать входной разъем (от шасси)?
В двух словах... Избегайте входных гнёзд с пластиковым носиком (крепежной резьбой), лучше пользовать оные с хромовой муфтой. Например фирмы Нойтрик (Neutrik), они не так хороши как Свитчкрафт (Switchcraft), но они изолированные. Вы можете использовать шайбы с плечиками для изоляции Свитчкрафтовских гнёзд.