![]() |
Эволюция стабилизаторов напряжения.
Первые стабилизаторы были ламповыми:
https://i125.fastpic.org/big/2025/06...bcb17468eb.jpg Источником опорного (стабильного) напряжения в те времена был стабилитрон газоразрядный тлеющего разряда типа СГ4С, уровень шума которого вообще не нормировался, т.е. был очень шумным. Вместе с балластным резистором (47к) получался самый обычный параметрический стабилизатор, на котором сидел катод пентода усилителя ошибки обратной связи. С анода этого пентода стабилизированный сигнал шел на сетку регулирующего триода. Сравните с современной типологией стабилизатора с малым падением напряжения (LDO, low dropout) типа ADP223: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...6cad86a02f.jpg Ничего не изменилось с ламповых времен - регулирующий элемент, усилитель ошибки, обратная связь, источник опорного напряжения. Вывод: эволюции базовой типологии стабилизаторов напряжения нет. Зато есть эволюция элементной базы стабилизаторов и источников напряжения. Источники напряжения в ламповую эпоху - аккумуляторы (химические) и сетевое напряжение. Аккумуляторы (батареи) не требуют выпрямления и фильтрации, а переменное напряжение сети нужно привести к требуемой величине, выпрямить и отфильтровать. Выпрямление осуществлялось специальными лампами кенотронами: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...3f15e9508f.gif Когда полупроводники вытеснили лампы, то кенотроны были заменены сперва на германиевые, а затем на кремниевые диоды, но сам принцип выпрямления и фильтрации не изменился: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...8c104e3a76.jpg Здесь нужно сказать, что работа полупроводниковых устройств основана на иных нежели у ламп физических и химических принципах, и как результат вся грязь из общегородской сети через паразитную емкость перехода выпрямительного диода проникает в питание нашего устройства - усилителя, корректора и т.п., чего не происходило, когда выпрямление осуществлялось кенотронами. Более того, из-за паразитной емкости и индуктивности переходов сами диоды стали источником помех типа "звона" и "дребезга", и чтобы уменьшить эти паразитные осцилляции, возникающие во время переключения диода, начали приделывать разного рода костыли в виде RC-снабберов: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...4230fb7475.jpg Когда наступила эра малогабаритных и энергосберегающих устройств, громоздкие и энергозатратные классические "аналоговые" трансформаторы-выпрямители были заменены на компактные и экономичные "цифровые" импульсные: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...f1d8d7e7cd.jpg и "медленные" диоды уже не справлялись с переключением высокой частоты, поэтому вытиснились диодами шоттки, у которых скорость переключения гораздо выше, и, следовательно, паразитной осцилляции меньше. В аудио сообществе все кинулись менять "старые" и немодные "медленные" диоды в выпрямительных мостах на "быстрые" и модные шоттки, фасты и ультрафасты, от чего звук стал еще более звонкий, жестяной и аналитичный. Сегодня повсюду миниатюрные и сверхминиатюрные устройства, которые питаются от аккумулятора, поэтому всё многообразие напряжений в них синтезируется специальными чипами DC-DC, которые однополярное постоянное напряжение аккумулятора превращают в постоянные напряжения разной полярности разной величины для модулей устройства. Подробнее здесь: https://www.vsetutonline.com/forum/s...d.php?t=272031 (Как из 5 вольт получается +/- 15 вольт или снова про DSD.) Однако, любой DC-DC конвертер и сам является источником шума и помех, и выдает грязное питание, и чем больше ток потребления, тем больше грязи в синтезированном напряжении. Но вернемся к стабилизаторам. Когда всё стало кремниевым транзисторным, стабилизаторы тоже стали кремниевыми. Источник опорного напряжения - стабилитрон, а регулирующий элемент - транзистор: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...2cd580af03.jpg Шумовые характеристики стали лучше, чем у ламповых решений, и для аудио целей это стало оптимальным решением, особенно если без стабилизации никак - это когда суммарный ток потребления различными узлами большой, например, в усилителе, вертушке или магнитофоне. Когда все стало микросхемным, стабилизаторы тоже стали интегральными и большими и маленькими, но с тремя функциональными выводами (ножками): вход, выход и земля\опорное напряжение, например, LM7805: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...7132d86286.jpg На вход подается напряжение не менее 9 вольт, а на выходе стабильные 5 вольт, в подарок идут как минимум шумы от работы ШИМ-модулятора и фликкер-шумы от источников опорных напряжений как раз в звуковом диапазоне частот. Умельцы кинулись прилаживать очередные костыли, чтобы очистить выходное напряжение от бонусных шумов: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...34ae077de9.jpg Но "вершина" эволюции стабилизаторов - это, конечно, преобразователи DC-DC “постоянный ток – постоянный ток” (“постоянное напряжение - постоянное напряжение”) и импульсные стабилизаторы напряжения, которые на выходе щедро оставляют богатые продукты своей жизнедеятельности в широкополосном спектре, и чтобы хоть как-то почистить всё это безобразие, и придумали стабилизаторы с малым падением напряжения (LDO), об одном из которых я упоминал выше. Вот, например, LDO-стабилизатор TPS7A39, который является частью DC-DC преобразователя: https://i125.fastpic.org/big/2025/06...f61a01bea0.jpg Вывод: любой стабилизатор является источником дополнительного шума и в аудио системе его будет слышно. Если ток потребления транзисторно-микросхемной аудио схемы меньше 100 мА, то лучше вообще обойтись без стабилизатора, потому что диоды выпрямительного моста и без того сами загадят питание. |
Часовой пояс GMT +3, время: 07:36. |
Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot