Сетевой фильтр для акустики

Наиболее частый способ подключения аппаратуры к электропитанию – прямо в розетку – не всегда оправдан, особенно если речь идет о дорогостоящей аудиотехнике. Сетевое напряжение, которое подается в наши дома, несет в себе множество помех, к которым добавляются те, что создаются различной электротехникой (от холодильников до люминесцентных ламп) непосредственно в наших квартирах.

Сетевые фильтры для питания аудиотехники в первую очередь должны оградить подключенную к ним аппаратуру от этого. Для этого сетевые фильтры оснащаются как пассивными, так и активными компонентами, эффективно подавляющими все виды помех, содержащихся в сетевом напряжении. Еще одна задача, которую должен решать сетевой фильтр для подключения Hi-Fi-аудио, это восстановление синусоидальной формы сетевого напряжения. Отклонения от синусоиды могут привести к снижению стабильности работы блоков питания, и, как следствие, ухудшения "качества" напряжения, подаваемого на внутренние схемы аппаратуры. И, наконец, сетевой фильтр должен защищать подключенную технику от кратковременных бросков величины сетевого напряжения, вплоть до ее аварийного отключения. Как правило, использование хорошего сетевого фильтра позволяет существенно улучшить качество звучания Hi-Fi, а точнее, наиболее полно реализовать заложенный в ней потенциал.

При выборе сетевого фильтра необходимо определить максимальную мощность нагрузки, на которую он должен быть рассчитан (в зависимости от потребляемой мощности вашей техники), разумеется, с соответствующим запасом. Также надо учесть, каким количеством электророзеток должен быть оснащен такой фильтр, что бы их хватило всем "потребителям".

О жутких помехах в наших электросетях и об их убийственном влиянии на работу аудиовидеотехники известно всем, кто любит слушать музыку и смотреть кино. Многие, предварительно приценившись к сетевым кондиционерам производителей Hi-Fi, чаще всего останавливают выбор на недорогих компьютерных фильтрах, после чего считают проблему решенной.

Между тем, для аудиотехники такие фильтры практически бесполезны, ведь их основная задача — защитить компьютер от импульсных помех, или «иголок», т.е. кратковременных (1 мкс — 1 нс) скачков амплитуды до нескольких тысяч вольт (!), представляющих реальную угрозу для микрочипов. Их спектр находится в высокочастотной области (десятки — сотни мегагерц), и фильтры, рассчитанные на борьбу с ними, малоэффективны для аудиотехники, для которой самые опасные помехи сосредоточены в диапазоне 0,001 — 30 МГц.

Второй не менее важный момент — энергетические характеристики такого фильтра. Большинство недорогих конструкций рассчитаны на максимальный ток в 10 А, а в пике усилителю, если он работает в классе АВ (а таких большинство), этого явно недостаточно. А сабвуфер, а шесть каналов домашнего кинотеатра? Из-за нехватки мощности на forte сигнала звучание получается вялым, неровным и шероховатым.

Но в то же время сделать качественный фильтр, эффективно убирающий помехи и «грязь» в звуковом диапазоне, не так сложно, как кажется. Один из возможных вариантов приведен на рис. 1.

Рис.1

Коротко об элементах. В любом справочнике с характеристиками конденсаторов можно обнаружить несколько типов, пригодных для нашего проекта. Там так и написано: «…предназначены для подавления индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами…, а также помех атмосферных». Добавлю от себя, что они сами по себе являются фильтрами нижних частот, имея при этом минимально возможное проходное сопротивление. Различаются такие конденсаторы: по максимальному проходному току, рабочему напряжению и частотным свойствам. Внешний вид и частотная характеристика конденсаторов КПБ-Ф, на которых построен наш фильтр, показаны на рис. 2 и 3.

Рис. 2

Рис. 3

На схеме они обозначены как С1-C4, тип — КПБ-Ф емкостью 1 мкФ на переменное напряжение 220 В или постоянное 500 В, а ток через них может достигать 40 А. Индуктивность катушек L1 и L2 — примерно 50 мкГн, это около 30 витков 3-миллиметрового провода, намотанного в 3 слоя на сердечнике из капролона или фторопласта. Диаметр катушки 55, а высота — 45 мм, и прикреплены они к дну корпуса.

Запас по току кажется чрезмерным. Но только поначалу — поставьте DVD «Перл-Харбор» или «U-571», и если все что нужно взорвется как положено, а не с жалким пшиком, вы признаете правильность этой идеи. Частотные свойства фильтра вполне соответствуют нашим требованиям — передаточная характеристика начинает падать с 0 Гц, а на 600 кГц затухание составляет более 40 дБ, увеличиваясь с ростом частоты.

Элементы фильтра смонтированы в корпусе из листового алюминия толщиной 3 мм. Он разделен на три секции, размером 380 на 150 и высотой 80 мм. Расположение элементов показано на рис. 4. Коробку можно собрать на винтах или «вытяжных» алюминиевых заклепках. При окончательной сборке перед затягиванием винтов под контактирующие поверхности дна крышки и стенок рекомендую проложить пищевую алюминиевую фольгу для лучшего контакта и экранирования соответственно.

Рис. 4

Теперь самое главное — подключение. Такие фильтры требуют обязательного заземления — без него эффективность резко упадет. Во всех современных домах «евророзетки» с заземлением, как правило, уже имеются, так что проблем здесь быть не должно. Если нет — то «землю» придется взять от короба распределительного щита на лестничной клетке, проложив ее до корпуса фильтра отдельным проводом сечением не менее 4 мм². (На всех строительных рынках можно приобрести специальные «земляные» провода в зелено-желтой изоляции.) Крепление клеммы заземления к корпусу фильтра должно быть надежным, с пружинной шайбой-«звездочкой» и контргайкой. Идеальное решение проблемы — провести отдельную линию от щитка на лестничной клетке к фильтру для питания аппаратуры. Провод для проводки должен иметь сечение не менее 4 мм².

Если все сделано грамотно, то разницу вы почувствуете довольно быстро. В завершение хочу напомнить о требованиях безопасности при работе с электросетью, а заодно пожелать всем братьям по оружию большого удовольствия от своей аппаратуры.