Где должны быть земляные звезды ?

 

Первая и вторая точки земляных звезд тоже важны. Лучше спроектировать шасси так, чтобы первый фильтрующий конденсатор был как можно ближе к силовому трансформатору, и землной вывод этого конденсатора должен стать точкой ПЕРВОЙ змли-звезды. Емли дизайнвашего усилителя сделан как "doghouse" у Фендера, где фильтрующие конденсаторы находятса на верху, под экраном, (это может быть не практичным), в этом случае вы можете использовать точку соединения среднего вывода обмотки силового трансформатора с шасси в качестве точки ПЕРВОЙ змли-звезды. Заметим, что центральный отвод накальной обмотки (пили потенциометра или резисторов) должен ракже идти в эту точку, за исключением случая, когда вы используетет "приподнятое" опорное напряжение накала, в целях уменьшения гула(шума) переменного тока. Нет никаких земляных токов, протекающих в этой точке центрального отвода накальной обмотки, так что это не особо то и важно, но это делает провода распайки накала более короткими.

ВТОРАЯ точка земли-звезды должна быть "выше по течению" от первой звезды, или ближе к секциям предварительного усилителя, так чтобы любые блуждающие токи в шасси, возникающие из-за индукции магнитного поля трансформатора и пр., не могли протекать через это соединение.

Если используется более двух земляных звезд, то дополнительные звезды должна бать расположены между земляной звездой выходного каскада и первой земляной звездой предусилительного каскада и должна размещаться на земляном выводе фильтрующего конденсатора источника питания, использующегося для развязки этого отдельного каскада. Еще раз, идея состоит в том, чтобы предохранить токи поздних кскадов от протекания в земле ранних каскадов. так что физическое распольжение земель на щасси важно. К примеру, если вы использовали три точки земли-звезды, ПЕРВАЯ должна быть землей источника питанния и выходного каскада и должна располагаться у самого края шасси в точке земли первого фильтрующего конденсатора источника питания. ВТОРАЯ тока земли-звезды может быть использована для схемы фазоинвертора и должна быть расположена в точке земли второго фильтрующего конденсатора источника питания (или в той, откуда запитан фазоинвертор), и этот конденсатор должен быть расположен дальше(в стороне), "выше по течению" от первой точки земли-звезды. ТРЕТЬЯ точка будет использована для схемы предварительного усилителя и должна располагаться "выше по течению" от второй точки земли-звезды. Таким образом токи последующих (поздних) каскадов не могут протекать через точки земли-звезды на шасси каскадов, которые стоят раньше, так что не может быть создано никаких земляных петель.

Эти требования продиктуют физическое расположение конденсаторов на шасси на этапе проэктирования. Лучше выстроить их в линию, если нет проблем с пространством в шасси. Если конденсаторы должны быть собраны в группу по 4, например, то крайний, который ближе к силовому трансформатору должен быть использован для организации первой точки земли-звезды, а самый дальний от этой точки в качестве земли-звезды первого предварительного каскада, ну а остальные конденсаторы для промежуточных дополнительных земель-звезд.

Земляные выводы конденсаторов теперь могут быть соединены с шасси таким образом, чтобы исключить воздействие земляных токов поздних каскадов на земляные токи ранних каскадов.

Третий вывод (зеленый) сетевого источника переменного напряжения не должен соединяться ни с одной из земель-звезд. Он должен быть соединен с шасси коротким проводом прямо возле точки где это питание приходит. Это соединение должно быть надежным, предпочтительно припаянным, без шансов на обрыв.

 

Итоги подведем

 

Главное, это порядок соединения земель. Основная идея - отделить земляные токи каскадов с большими токами от земель каскадов с малыми токами, а также отделить земляные токи последующих каскадов от земеляных токов более ранних каскадов. Люди не правильно думают о "земле" как о переносчике токов, думают что все земли одинаковые, это не так.

Самые большие токи протекают в выходном каскаде, так что они должны быть уведены прочь подальше от каскадов предварительного усиления. При проектировании шасси первое внимание нужно уделить выходному каскаду, включая вторичную обмотку выходного трансформатора и катоды выходных ламп. Далее должны быть тщательно спланированы источник питания и каскады предварительного усиления.

 

 

Выходной трансформатор

Величина тока, протекающего во вторичной обмотке выходного трансформатора огромна, по сравнению с сигнальными токами

остальных частей усилителя, так что наибольшее внимание должно быть сосредоточено здесь. Этот большой ток идет только к

громкоговорителю, за исключением глобальной ООС, когда небольшая порция напряжения вторичной обмотки выходного трансформатора возвращается назад в схему, как правило через резистор с большим сопротивлением, и потому ток в ООС мал.

 

- не содиняйте общий вывод выходного трансформатора с шасси и потом выходной разъем с шасси. Это создаст путь большому

току в шасси, который может пройти через секцию предварительного усилителя, в зависимости от места расположения выходного

разъема и выходного трансформатора;

- никогдане заземляйте выходные разъемы на шасси, они должны быть изолированными от шасси;

- не проводите провода от вторичной обмотки выходного трансформатора где-либо вблизи каскадов предварительного усилителя,

они должны быть проведены настолько далеко, насколько это возможно, по краю шасси к выходным разъемам.

шасси.

 

Если в усилителе используется глобальная ООС, должен быть земляной путь от общего вывода вторичной обмотки выходного

трансформатора к земляному выводу хвостового (tail) резистора фазоринвертора (или туда, куда вернулась ООС). Это должен быть

отдельный провод, идущий от земли выходного разъема назад к земле каскада, куда подходит ООС. Идея состоит в том, чтобы

усиливать разницу между сигнальным ("горячим") и земляным проводом, но ничего больше. Заметим что в этом земляном проводе

протекает очень маленький ток. Весь ток вторичной обмотки выходного трансформатора протекает по контуру (петле) образованной

вторичной обмоткой и катушкой громкоговорителя. Но не назад через этот провод (ООС), так что имеет смысл только вольтаж (потенциал) этого провода. Даже когда глобальная ООС не используется, иногда необходимо заземлить общий вывод вторичной обмотки во избежание шумов и паразитных кол##аний.

 

 

Источник питания

В источнике питания обычно есть несколько фильтрующих конденсаторов разделенных дросселями или фильтрующими резисторами. Центральный вывод первичной обмотки выходного трансформатора обычно идет на первый конденсатор, выход дросселя и экранные сетки выходных ламп идут на второй конденсатор, а различные каскады предварительного усилителя идут на остальные конденсаторы.

 

Если выпосмотрите на схему усилителя, вы увидите конденсаторы. выстроенные в линию, или последовательную конфигупацию, либо иногда параллельно или "ветвящуюся" конфигурацию. Обычно используется соединение в ряд, поскольку оно обеспечивает лучшую фильтрацию. Земляные соединения этих конденсаторов - это центры звезд в многозвездной системе. Первый конденсатор это точка ПЕРВОЙ земли-звезды (или единственной, в однозвездной системе земли). Она должна быть расположена как можно ближе к центральному выводу вторичной обмотки силового трансформатора, который должен быть припаян непосредственно к земляному выводу конденсатора проводом как можно меньшей длины, далее из этой точки должен идти толстый провод к земляному соединению на шасси. Не соединяйте центральный отвод силового трансформатора и первый конденсатор с шасси в разных точках, это создаст большой земляной ток протекающий в шасси. Так же не крепите средныий защитный вывод питающей переменной сети в этой точке, он должен быть соединен с шасси очень коротким проводом прямо возле входного разъема питания.

 

Земли катодов выходных ламп должны приходить в точку первой земляной звезды, не соединяйте их прямо с шасси. Фазоинвертор и/или земляной вывод вторичной обмотки выходного трансформатора тоже может понадобиться присоединить к первой звезде для уменьшения шумов, но обычно их соединяют со второй звездой (в многозвездной системе). Попробуйте оба способа и выберите менее шумящий.

 

Земли остальных фильтрующих конденсаторов могут соединяться, а могут и не соединяться с шасси. Если нет, то они должны соединяться проводом с главной земляной звездой, но отдельные локальные земли должны соединяться непостредственно с земляными выводами конденсаторов с которых подводятся их B+ линии (анодного питания, прим. пер.), а с главной звездой. Только в системе с одной звездой земли конденсаторов должны веером сходиться к гланой звезде. Это предохранит от модулирования, токами заряда конденсаторов, питания каскадов относительно их локальной земли. Если конденсаторы соединены с шасси, тогда можно позаботиться об их физическом взаиморасположении, чтобы корректно маршрутизировать земляные токи. Помните что важно предохранить земляные токи поздних каскадов от протекания по путям земляных токов ранних каскадов. Лучше выстроить конденсаторы в прямую линию, и чтобы первый конденсатор или главная земляная звезда была поближе к краю шасси, еонденсаторы должны быть выстроены в порядке, в котором они есть по схеме, так чтобы земляные токи через шасси от поздних каскадов не протекали по путям земляных токов ранних каскадов. Отдельные локальные земли д.б. соединены с землями конденсаторов.

 

Секции предусилителя

 

Отдельные каскады лампового предусилителя имеют собственные "локальные" земли, в которых соединяются катодные резистор и конденсатор. Локальная земля каждого каскада должна возвращаться к точке звезды отдельным проводом. Если у двух каскадов, идущих друг за другом, сигналы находятся в протифофазе, эти каскады могут иметь общую локальную землю в точке локальной земли второго каскада, и оттуда отдельный провод должен идти в главную звезду, если токи каскадов близко сбалансированы.

 

Не используйте корпуса потенциометров как точки земли. Заземляемые выводы потенциометров должны соединяться с локальной землей их каскада. Не заземляйте входной разъем, и убедитессь что он изолирован от шасси. Землю входного джека ведите в локальную землю первого каскада, которая потом идет в звезду (свою, находящуюмя на конденсаторе с которого запитан этот каскад).

 

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ: в то время как организация земли звездой отлично убирает шум вызываемый земляными петлями, она не всегда лучшая топлогия для борьбы с радиочастотными помехами. К счастью есть одно простое дополнение к схеме звездового заземления, которое поборет радиопомехи. Просто добавьте 0.01 микроФарад конденсатор с очень короткими выводами от шасси к зеляному выводу изолированного от шасси входного разъема. Это зашунтирует (пропустит) радиочастотные наводки на экране кабеля прямо на землю шасси перед тем как они попадут в тракт предусилителя и породят проблемы. Для подсоединения конденсатора подойдет любой земляной вывод.

 

Поэкспериментируйте, следуя этой системе. Все вышесказанное не всегда необходимо, особенно если вы все построили старательно с небольшим остаточным шумом. Заземление звездой не всегда необходимо, и некоторые очень малошумные усилители построены с шинной топологией земли или другой топологией. Небольшое планирование на ранних этапах убережет вас от осложнений при борьбе с шумами после постройки усилителя.

 

Топология земли типа Шина

 

Грамотно реализованная шинная земля может быть даже немного бесшумней чем земля "звезда", да и выглядит обычно аккуратней. Иначе говоря неправильно реализованная

шина земли может стать причиной ужасного фона и виброшумов (так же точно и как не правильно сделанная земля-звезда).

 

Хорошо, так что же такое шинная земля? Это полоса (или провод), идущий от одного края схемы в другой и заземленная на шасси только с одного конца. Если вы используете земляную шину, вы должны убедиться, что вы правильно все соединили. Ели вы соединили с шиной выходные лампы где-то посередине, а земли предусилителя или других каскадов подсоединили к шине еще где-то, это может привисти к появлению ненужных кол##аний (возбуждений).

 

Обычно, лучшим подходом при построении земляной шины будет такой: соединить центральный отвот вторичной обмотки силового трансформатора прямо с землей первого фильтрующего конденсатора (НЕ соединяйте его с шиной где-либо, иначе получите шум 120 Гц, у нас - 100 Гц). Это заставит протекать все большие импульсные токи в замкнутом кольце от вторичной обмотки силового трансформатора до первого фильтрующего конденсатора и обратно, так что они не попадут в чувствительные земли предусилителя. Вы также должны подсоединить катоды выходных ламп к этой точке (подобие "мини-звезды-земли" для источника питания и сильноточного выходного каскада). Остальные фильтрующие конденсаторы должны быть размещены у каскадов, в которых они используются. Например, первый фильтрующий конденсатор предусилителя должен физически располагаться сразу за компонентами первой лампы. Все другие фильтрующие конденсаторы должны располагаться рядом со схемами, которые они развязывают. Плохая идея сгрудить все конденсаторы в одной точке, как делал Фендер в своем конструктиве "doghouse". Гораздо лучше локально развязать каждый каскад конденсатором в месте расположения каскада.

 

Пустите шинный провод (толстый, мощный провод) от первого фильтрующего конденсатора прямолинейно к земле каждого фильтрующего конденсатора вплоть до последнего конденсатора в первом предусилительном каскаде. Локальные земли каждого каскада, (составленные из всех деталей, которые соединены с землей этого каскада, такие как катодные резисторы

и их байпасс-конденсаторы) должны быть соединены с шиной проводами как можно меньшей длины. Заметим, что лучше собрать все компоненты каскада в мини-звезду, которую потом соединить с шиной, за исключением шинного провода физически расположенного на плате или рядом с компонентами. Это минимизирует количество проводов идущих на шину - вы можете просто соединить вместе смежные монтажные лепестки платы и протянуть один земляной провод от кажого каскада на шину.

 

И последняя вещь, которую нужно обсудить это земля шасси. Вам нужно лишь соединить шину с шасси в одной единственной точке, либо возле первого фильтрующего конденсатора блока питания, либо с другого конца шины, возле входного разъема:

если соединить шину с шасси возле блока питания, вам нужно заизолировать входной разъем от шасси (соедините экранный вывод входного разъема с точкой земли компонентов катода первого каскада). Далее вам необходимо добавить конденсатор ёмкостью 0.01 микрофарад (керамический дисковый конденсатор хорошо подходит для этого) от экранного вывода входного разъема до шасси проводами как можно меньшей длины. Это предотвратит попадание радиочастотных сигналов в предусилитель;

 

если соединить шину с шасси возле входного разъема, вам не нужно изолировать входной разъем и не нужен противорадиочастотный конденсатор. Но вы ДОЛЖНЫ припаять входную сторону шины прямо на входной разъем. Не нужно ни при каких обстоятельствах полагаться на крепежную гайку и гровер для обеспечения земляного соединения. Со временем она может потеряться или окислиться и вы получите сильный обширный шум. Не соединяйте одновременно и входной разъем и первую землю питания с шасси (или другой точкой, в этом смысле) иначе вы получите низкоуровневый шум земляной петли.

 

 

При некоторых обстоятельствах вы можете отказаться от использования шасси в качестве земли шины (в пользу изолированного шинного провода большого сечения), но это почти всегда приводит к проблемам с низкоуровневым шумом земляной петли.

 

И последняя точка - общий провод вторичной обмотки выходного трансформатора должен идти непосредственно на экранный вывод выходного разъема (предпочтительно использование изолированного разъема), а не к шине. Второй провод от экранного вывода выходного разъема должен идти на шину, в точку где сделана глобальная ООС (обычно это точка земли фазоинвертора). Если в усилителе не используется глобальная ООС, проведите этот провод в точку земли первого фильтрующего конденсатора. Это заставит большие токи выходного каскада протекать по кольцу от вторичной обмотки выходного трансформатора, далее через громкоговоритель и обратно во вторичную обмотку, в стороне от чувствительных схем предусилителя и земляной шины и от шасси. Провод идущий назад к фазоинвертору не несет в себе значительных токов, он обеспечивает опорную землю для корректной работы ООС.

 

И напоследок, защитное заземление питающей переменной сети (средний контакт розетки) должно быть соединено с шасси проводом как можно меньшей длины. И не должно соединяться с шиной ни в какой точке.

 

Успехов в ваших начинаниях.