Сетевые фильтры

Сетевые фильтры включаются в сетевую розетку и имеют несколько выходов для подключения аппаратуры. Но перед тем, как говорить о назначении сетевого фильтра, рассмотрим сеть переменного тока и ее взаимодействие с аудиосистемой.

Сетевое переменное напряжение, используемое для питания аудиосистемы, имеет синусоидальную форму. В Северной Америке его частота 60 Гц, действующее значение — 120 В (см. Приложение Б для подробной информации о напряжении питания). Все ваши компоненты связаны через сеть питания. Фактически, ваши аудиокомпоненты связаны со всеми электроприборами в вашем доме, а также с любым домом, заводом и т.д. в пределах той же электросети.

Силовое оборудование, включенное в сеть переменного тока, при работе создает помехи, которые через сеть могут проникнуть в ваши аудиокомпонен-ты. Федеральная комиссия связи США установила предельный уровень помех, которые могут попасть в сеть из устройств бытовой техники и промышленного оборудования. Эти помехи называются электромагнитными, сокращенно ЭМП. Тиристорные регуляторы освещения, холодильники и другие бытовые приборы являются источниками высокочастотных сетевых помех. Пылесосы и мощные электроинструменты — это главный источник сетевых помех, потому что щетки электродвигателей при работе постоянно искрят. Сеть, действуя подобно антенне, улавливает также сигналы радиостанций с амплитудной модуляцией; в результате на синусоиде с частотой 60 Гц появляется высокочастотная помеха.

Другой источник ЭМП — ваша собственная аудиосистема. CD-плейеры, цифровые процессоры, CD-транспорты и другие компоненты, где используются микропроцессоры (например, некоторые предварительные усилители), во время работы создают помехи, которые через их силовые трансформаторы и сетевые шнуры проникают в сеть переменного тока. Эти помехи затем попадают на предварительные усилители и компоненты-источники, ухудшая их качество звучания. Кроме сетевых помех, аудиокомпоненты с цифровыми схемами "загрязняют" сигнал других компонентов излучением радиопомех через "эфир". В цифровых схемах используются тактовые импульсы и электронные ключи, работающие на радиочастотах, из-за чего возникают радиочастотные помехи, воспринимаемые другими компонентами.

Наряду с созданием помех в сети переменного тока и излучением их в эфир, компоненты могут создавать взаимные помехи и через линию заземления. Она соединена с корпусами всех компонентов аудиосистемы. Если один из компонентов создает помехи в заземляющем проводнике, то они воздействуют на все остальные компоненты системы. Например, помехи, создаваемые цифровыми схемами, из цепи заземления CD-плейера могут попасть в ваш предварительный усилитель. Помехи в цепи заземления могут также создаваться импульсами тока заряда электролитических конденсаторов блока питания.

Все эти проблемы можно ликвидировать с помощью хорошего сетевого фильтра. Во-первых, почти все сетевые фильтры подавляют в сетевом напряжении высокочастотные помехи, создаваемые оборудованием промышленных предприятий, бытовой техникой, работающей в соседних квартирах, и вашими собственными электроприборами. Фильтры пропускают сигнал 60 Гц, но подавляют сетевые помехи. Во-вторых, некоторые фильтры изолируют компоненты друг от друга при помощи небольших изолирующих трансформаторов. Трансформаторы устраняют непосредственное соединение компонентов друг с другом и препятствуют попаданию помех из одного компонента в другой. Изолированные выходы фильтра часто маркируются как "цифровые", — они предназначены для подключения цифровых компонентов, например, цифровых процессоров, с целью защиты аналоговых компонентов от создаваемых ими помех. В-третьих, хороший сетевой фильтр снижает помехи, проникающие в цепь заземления. Наконец, сетевые фильтры защищают компоненты от высоковольтных импульсов, грозовых разрядов и колебаний сетевого напряжения. Не каждый фильтр выполняет все перечисленные функции. Различные фильтры могут отличаться по принципам действия, при их разработке одним проблемам защиты электропитания могло быть уделено достаточно внимания, другим — нет.

Фильтрация сети, используемой для питания компонентов-источников и предварительных усилителей, отличается от фильтрации питания усилителей мощности. У последних совершенно другие требования к питанию, и они должны рассматриваться отдельно. Предыдущие рассуждения о том, что должен делать хороший сетевой фильтр, относились к таким компонентам, как источники и

предварительные усилители, их отличительной особенностью является малый потребляемый ток. Усилители мощности, напротив, потребляют от сети огромный ток. Если усилитель мощности создает большой импульс тока в звуковой катушке динамика — например, при воспроизведении ударов большого барабана, то конденсаторы источника питания усилителя разряжаются, чтобы обеспечить необходимый ток нагрузки. После этого для восстановления заряда конденсаторов усилитель начинает потреблять от сети импульсы тока с огромным амплитудным значением. Сила тока может быть так велика, что исказится синусоидальная форма сетевого напряжения, верхушки синусоиды окажутся срезанными. Любой изолирующий трансформатор или сетевой фильтр может ограничить максимальное потребление тока, тем самым ухудшая условия работы усилителя мощности. Сетевые фильтры, удаляющие высокочастотные помехи, помогают усилителю мощности, но следует избегать трансформаторов, включенных последовательно в цепь электропитания. Сетевые фильтры, предназначенные для работы с усилителем мощности, должны включаться параллельно. Благодаря этому помехи будут через фильтр закорачиваться на землю, а в последовательной цепи между сетевой розеткой и силовым трансформатором усилителя мощности не появится ни одного дополнительного элемента.

Некоторые аудиофилы устраивают специальную сетевую проводку, предназначенную для подключения усилителей мощности. Это снижает вероятность воздействия на предварительный усилитель и компоненты-источники искажений формы сетевого напряжения, вызванных большим потреблением тока усилителем мощности. Для подключения аппаратуры к такой отдельной сети часто используют так называемые розетки "в больничном исполнении". Они оранжевого цвета, качество их выше и они механически прочнее стандартных домашних розеток. Устройство специальной сети для комнаты прослушивания может дать потрясающий звуковой эффект. Для улучшения качества электропитания рекомендуется также выполнить отдельное, изолированное заземление сетевых розеток комнаты прослушивания. Электрик отсоединит от них цепь заземления, выведет провод, подключенный к заземляющим контактам розеток, за пределы вашего дома, вобьет в землю медный стержень заземления и соединит его с проводом. Теперь ваша звуковая аппаратура не связана с заземлением сети электропроводки.

Так как напряжение сети меняется в зависимости от времени дня и нагрузки на линии, некоторые, возможно, рассчитывают на то, что сетевой фильтр должен и стабилизировать напряжение, обеспечивая для вашей аудиосистемы его номинальное значение 120 В. Однако стабилизация напряжения не улучшает звучание и даже может его ухудшить, если входное напряжение колеблется вокруг порога, при котором подключается очередной отвод обмотки трансформатора. Кроме того, большая часть High-end-аппаратуры спроектирована для работы в пределах допустимого диапазона колебаний сетевого напряжения, Поэтому компьютерные сетевые фильтры, в которых предусмотрена стабилизация напряжения, не следует использовать для питания аудиосистем.

Выбирая сетевой фильтр, убедитесь, что его расчетная мощность превышает потребление подключаемых к нему компонентов. Также проверьте наличие печати UL (Страховые Лаборатории) или CSA (Ассоциация Канадских стандартов), подтверждающей, что фильтр соответствует определенным требованиям безопасности. Выберите фильтр с количеством розеток, рассчитанных на ваши нынешние и будущие нужды. Как и все принадлежности, испытайте фильтр в составе вашей системы, прежде чем его купить. Ориентируйтесь на цены от $250 для фильтра с небольшим числом розеток до нескольких тысяч долларов за систему-шедевр. Многие прекрасные сетевые фильтры стоят менее $500. На рис. 12-3 показана серия сетевых фильтров, отличающихся высокой эффективностью при умеренной стоимости.

Что такое High-end и Hi-fi?

Недавно появились сетевые фильтры нового типа, предназначенные для совместной работы со стандартными фильтрами. Сетевой кабель вашей аппаратуры не подключается к этому новому устройству — оно просто втыкается в розетку рядом с вашей Hi-fi-системой, то есть вы подключаете его параллельно питающей сети. Теоретически, любая "грязь", имеющаяся в сети, убирается таким сетевым фильтром.

Никакой сетевой фильтр не способен заставить плохие аудиокомпоненты звучать хорошо; он просто обеспечивает для них оптимальные условия электропитания переменным током, чтобы они могли полностью реализовать свой потенциал. Благодаря фильтрации переменного сетевого напряжения уменьшается уровень шума и помех. Кажется, что музыка исходит из совершенно тихого и черного пространства, а не из сероватого фона. Звучание верхних частот смягчается, становится менее зернистым и более расширенным. Часто улучшается звуковая картина — она приобретает большую прозрачность, сфокусированность и глубину. Звучание диапазона средних частот становится более мягким, легким и музыкальным, чего не удалось бы достичь без сетевого фильтра.

Если вы не пробовали подключить сетевой фильтр, возможно, вам не удалось услышать свою систему на пике ее формы.