Свист, шум, фон в динаміках при використанні підсилювача. Перешкоди, які викликані пульсуючим вихідним напругою генератора.

Нещодавно встановив на свій автомобіль підсилювач 4-канальний, донього підключив усі колонки та сабвуфер. Все грало відмінно, поки яне запустив двигун. Свист ставав сильнішим.При заглушеному двигунівсе гаразд.Став розбиратися в чому проблема.Зняв головний пристрій (гУ), від'єднав тюльпани від нього, свист зник.Підключив телефончерез перехідник і ввімкнув музику, ніяких сторонніх шумів небуло.
< Після численних спроб з впайкою діодів, конденсаторів, установкою готових і саморобних фільтрів, навіть підключивсябезпосередньо перед мікросхемою з операційними підсилювачами, нічого не змінилося. Купив новий головний пристрій. Свистзалишився, але став тихіше.Трохи подумавши, відключив збудження відгенератора.Запустив двигун — свист пропав., Місткістьконденсатора, що перешкодить - все в нормі. Регулятор напруги тежпрацював справно, оскільки напруга на акумуляторі при працюючомудвигуні — стабільні 14.4 В. Причини, що викликають фоновий шум удинаміках при працюючому генераторі. >
Генератор має пульсуючий характер напруги. У більшості споживачів вавтомобілі струм формою повторює напругу живлення і відповіднопульсує. З цього виходить, що в деяких споживачів маса має певнийпотенціал щодо кузова. У головного пристрою, як і в підсилювачі, сигнальна маса з'єднана разом з силовою масою.

Головний пристрій і підсилювач з'єднані з кузовом проводамирізної довжини і перерізу, а значить опір між їх масою і кузовомрізні.
Також, по проводах які з'єднують ГУ та підсилювач з кузовомпротікають різні струми. Ці струми проходячи цими проводами, створюють на них різне падіння напруги. У всіх автомобілів є кількаточок, де з'єднуються дроти маси з кузовом. Один провід маси єзагальним для кількох споживачів, а отже струми цих споживачівстворюють падіння напруги на дроті загальної маси. Для головногопристрою, який передає аналоговий сигнал підсилювачу, це явищенесприятливе і викликає спотворення форми вихідного сигналу щодокузова. Сигнальний провід, який з'єднує головний пристрій зпідсилювачем, не призначений для протікання великих струмів, томуйого опір дуже великий (≈1 Ом), в порівнянні з дротом масипідсилювача (≈10 мОм) і дротом маси головного пристрою (≈50 мОм). .Коефіцієнт посилення підсилювача досить великий (≈50÷120 разів), тому навіть невелике значення амплітуди паразитних сигналівпосилюються до значень, які можна почути. Навіть якщо вихіднийсигнал головного пристрою, щодо його сигнальної маси дорівнює нулю, то зміна потенціалу маси головного пристрою та/або маси підсилювачарівноцінна зміні вихідного сигналу головного пристрою. Виходячи зцього, можна зробити висновок, що велике опір проводів, якіз'єднують головний пристрій і підсилювач з кузовом, викликаєвеликий рівень шуму фонового в звуковому сигналі. Для зменшенняфонового шуму необхідно, щоб опори мінусових проводів живлення булимінімальними. Потрібно усунути всі недоліки і погані контакти, використовувати проводи необхідного перерізу та мінімальноїдовжини. Також, часто причиною "прослуховування" струмів споживачівє обрив ланцюга від виведення маси RCA роз'єму до загальної маси.Ця несправність спостерігається як у ГУ і на підсилювачі. Рішенням, у конкретному випадку, є відновлення з'єднання маси RCA іззагальною землею. І підсилювач повністю справні, а фоновий шум невдалося усунути. У системах, де критичним є мінімально можливийрівень шумів у сигналі, використовують диференціальні входисигналу.
< /p>
Для простого вирішення проблеми з фоновим шумом у сигналі можнавикористовувати 2 канальний диференціальний підсилювач (дК) зкоефіцієнтом посилення рівним 1. Використання даного пристроюдозволяє посилювати різницю потенціалів між двома сигналами.Підключивши диференціальний підсилювач між сигнальною масою тасигнальним виходом ГУ, на виході диференціального підсилювачасформується вихідний сигнал ГУ без спотворень щодо маси ДУ. Маса ДКз'єднується з масою підсилювача, а вихід ДК з сигнальним входомпідсилювача. Це дозволяє подавати сигнал щодо маси підсилювача навхід підсилювача з ГУ без спотворень. Нижче наведені схемипідключення (для одного каналу), схема диференціальногопідсилювача, а також осцилограми напруги в ключові точки. Яктестовий сигнал використано синусоїдальний сигнал 100 Гц амплітудою0.1 В.

Мал. 1. Схема з'єднань Рис. 2. Вихідна напруга генератора
Мал. 3.Вихідна напруга акумулятора
Мал. 4. Вихідний сигнал із ГУ щодо сигнальної землі
Мал. 5. Потенціал сигнальної землі ГУ щодо кузова Рис. 6. Вихіднийсигнал з ГУ щодо кузова Рис. 7. Вихідна напруга підсилювача
Пульсуючі струми викликають падіння напруги на проводах, через цепотенціал землі ГУ не дорівнює нулю (рис. 5). Вихідний сигнал ГУщодо кузова (рис. 6) має складову створену падінням напруги надротах. Це відбивається на вихідній напрузі підсилювача (рис. 7).Використання диференціального підсилювача у схемі
Мал. 8. Схема з'єднань з використанням диференціальногопідсилювача
Мал. 9. Вихідний сигнал із ДУ щодо сигнальної землі
Мал. 10. Потенціал сигнальної землі ДУ щодо кузова Рис. 11.Вихідний сигнал із ДУ щодо кузова
Мал. 12. Вихідна напруга підсилювача при використанні ДУ
Вихідний сигнал ДУ щодо сигнальної землі підсилювача (рис. 9) немає складової створеної падінням напруги на проводах. Завдяки цьомуна вихідну напругу підсилювача немає спотворень (рис. 12). Схемадиференціального підсилювача на мікросхемі LM258