Питание звуковой системы от блока питания компьютера — плохая идея?

Хотя этот ответ на суперпользователя выглядит так, как будто он сработает, разве будет плохо, если блок питания компьютера будет источником питания для звуковой системы? Вызовет ли это колебания мощности, которые повлияют на работу других компонентов компьютера?

В вопросе указаны следующие требования к питанию звуковой панели:

  Питание  требования: 12 В постоянного тока +/- 5%, 1,0 А Общая выходная мощность: 10 Вт непрерывной средней мощности  

Блок питания обеспечивает питание 12 В постоянного тока для дисководов и т. д., и это можно коснуться линии для питания звуковой панели.


5
$ begingroup $

Современный блок питания ATX12V легко удовлетворит ваши требования к питанию.

Тем не менее, с блоками питания для ПК существует ряд проблем, которые делают их менее чем идеальными для аудио:

  • Переключаемая мощность : блоки питания ПК всегда были переключаемыми, а не линейными. Первоначально это было просто из-за того количества энергии, которое требовалось компьютеру .²

    Бесплатного обеда не существует, поэтому более высокая эффективность коммутатора обходится он электрически шумнее, чем линейный. Это не большая проблема для цифровых схем, особенно во времена логики 5 В, когда несколько десятков милливольт шума легко игнорировались порогами затвора.

    А вот для звука. , шум является проблемой, так как он может косвенно повлиять на форму сигнала.

    Я говорю «косвенно», потому что почти все усилители имеют некоторое количество PSRR, которое подавляет шум шины. ³ PSRR не идеален — не существует такой вещи, как схема с бесконечным PSRR — и она имеет тенденцию падать с увеличением частоты, часто начиная падать в диапазоне звуковых частот.

    Когда вы решаете, слишком ли у вас шум шины или слишком низкий PSRR, вы должны учитывать чувствительность человеческого уха, которое имеет удивительный динамический диапазон.

    Пример: В вашей спецификации указано 12 В ± 5% , так что допускает до 600 мВ шума и пульсаций (N + R) на рельсах, при условии отсутствия погрешностей по постоянному току. Допустим, на самом деле это всего лишь 100 мВ N + R. Предположим также, что на частоте шума на шине питания вашего ПК PSRR составляет 60 дБ. Допустим также, что вашей аудиосистеме требуется 3 В переменного тока для динамика, чтобы достичь уровня звукового давления 90 дБ. 100 мВ примерно на 30 дБ ниже 3 В, поэтому добавив PSRR 60 дБ, вы обнаружите, что шум должен быть прямо на пороге неслышимость: 90 дБ SPL рабочий максимум — 30 дБ уровень шума — 60 дБ PSRR = 0 дБ SPL выходной шум, предел человеческого слуха.

    Едва не слышно , разум. Я придумал тот пример, чтобы дать такой результат. Возможно, ваш усилитель имеет более низкий PSRR, или более высокий собственный шум, или более высокий связанный шум от источника питания ПК, или более высокие требования к выходному напряжению. Дело в том, что шум шины питания ПК может легко стать слышимым. Если эта система используется в тихой комнате или с закрытыми наушниками, чтобы не было ничего, что могло бы замаскировать шум, ваш выбор в пользу источника питания для ПК может фактически испортить проект.

    Коэффициент усиления и усилитель сценический дизайн также играет в этом. Некоторые усилители выполняют свою работу в несколько этапов, на каждый из которых влияет источник питания. Если вы получаете шум -90 дБ на ранней стадии, за которой следует каскад усиления, шум также усиливается. Когда громкость усилителя полностью увеличена, она может составлять 10 дБ SPL или больше.

  • Общая шина : Многие другие части ПК будут работать от этой мощной шины +12 В. Эти компоненты будут вносить свои собственные шумы в эту шину, добавляя к тому, что производит сам источник питания.

    Некоторые блоки питания ПК имеют несколько независимых шин 12 В, что может смягчить это. Вы можете найти неиспользуемую шину, обычно предназначенную для питания высокопроизводительных видеокарт.

  • Шум от земли : В некотором смысле это просто продолжение вышеизложенного, но оно имеет особые последствия, когда дело доходит до аудиосистем.

    Заземление в электрической системе никогда не имеет нулевого импеданса, поэтому шумы шунтируются через компоненты на землю не уходят в ноль. Все электрические компоненты производят шум, если не что иное, как шум Джонсона.

    Другой способ возникновения шума заземления называется «отскок от земли», когда динамическое потребление тока компонентом создает модулированные током ИК-падения в плоскости заземления.

    Еще один способ зашумления земли — это то, что компоненты не имеют бесконечного PSRR, поэтому он связывает некоторую часть шума шины питания с землей.

    Теперь, что происходит со всем этим шумом шины заземления, когда он попадает в аудиосистему? Во-первых, ваши динамики, скорее всего, будут напрямую связаны с этим заземлением питания ПК. Это означает, что весь PSRR в усилителе неуклонно сокращает этот шум. Отскок от земли сотрясает динамик, который превращает его прямо в звуковую энергию.

    Это смертельно? Зависит от шума шины заземления.

  • Симметричная мощность : для некоторых аудиосхем не требуется несимметричное питание. питание, как указано в спецификации на 12 В, но вместо этого ± 12 В или аналогичное. Блоки питания для ПК по-прежнему включают шину -12 В, но поскольку в наши дни она почти ни в чем не используется, это всегда одна из самых слабых шин в системе, если не .

    Однако, если вы не воспользуетесь им, вам придется использовать несколько приемов, чтобы заставить звук работать в несимметричной системе, которые сами по себе ухудшают качество звука. Емкостная связь аудиосигнала, например, добавляет к сигналу искажения из-за дефектов конденсатора.

  • Общая среда RFI : Питание от ПК подразумевает, что аудиокомпоненты будут находиться внутри радиочастотной шумовой ванны внутри корпуса компьютера.. Это означает, что они подвержены влиянию этого радиочастотного шума на аудиосистему, что может привести к дефектам звука.


Сноски :

  1. Если вместо этого вы говорите об очистке старых блоков питания от мертвых компьютеров, у вас могут возникнуть проблемы, так как + Шина 12 В часто была одной из наименее мощных, а не самой мощной.

  2. На заре компьютерных вычислений для модуля ЦП обычно требовалось не менее 100 Вт непрерывной мощности, что потребовало бы довольно большого и горячего линейного блока питания. Сегодня вы можете получить вполне производительные маломощные ПК с мощностью менее 10 Вт, которые разумно можно было бы запустить от небольшого линейного блока питания. Тем не менее, вы все равно не найдете, чтобы это было реализовано на коммерческой основе, поскольку сейчас существуют различные нормативные и рыночные факторы, которые требуют эффективных источников питания.

  3. Есть несколько необычных типы аудиоусилителей, в которых шум рельсов напрямую искажает выходной сигнал, поэтому для этого типа вам абсолютно необходим стабильный, бесшумный линейный источник питания.

  4. 90 дБ SPL — это довольно хорошее значение для «достаточно громко» в аудиосистеме, если вы не строите звуковые системы для концертного зала или стадиона.

  5. По определению, 0 дБ SPL — это человеческий порог неслышимости.

  6. Обратите внимание, что эта статья даже не пытается описывать электролитические соединения, которые ужасно нелинейны . Тем не менее, многие аудиосистемы используют их для аудиосвязи.

Поделиться
Улучшить этот ответ
отредактировано 25 ноября ’16 в 7:24
9 мая ’14 в 0:18

$ endgroup $

  • $ begingroup $ Оригинальный IBM PC имел блок питания 65 Вт, и он должен был питать жесткий диск и дискету, а также материнскую плату, видеокарту и т. д. $ endgroup $ — supercat 9 мая 2014 г., 0:24
  • $ begingroup $ @supercat: Хорошо. 🙂 XT использовал блок питания мощностью 130 Вт. Не так давно я заглянул в Apple//c и обнаружил, что он также имеет размер примерно того же уровня, что интересно, учитывая, что у него практически не было расширения, следовательно, нет необходимости в запасе источника питания. (Извините, в Интернете нет ссылки. Мне пришлось покопаться в бумажных руководствах, чтобы найти это.) $ Endgroup $ — Уоррен Янг, 9 мая 2014 г., 0:56
  • $ begingroup $ Что были ли параметры напряжения и тока питания Apple//c? Если он выдает 5 вольт, это будет 26 ампер.. Я не припомню, чтобы этот кирпич был достаточно большим, чтобы соответствовать линейному источнику питания мощностью 100 Вт, и, учитывая винтаж, я не ожидал бы переключателя. $ endgroup $ — supercat 9 мая 2014, 15:59
  • $ begingroup $ Кстати, 0 дБ — фактический или теоретический порог? Я не могу представить себе никаких обстоятельств, при которых обычный человек смог бы распознать наличие или отсутствие сигнала с уровнем звукового давления всего 1 дБ или даже 10 дБ. Возможно, между ударами сердца, но даже тогда у меня были бы сомнения. Я действительно думаю, что стоит отметить, что шумы источника питания обладают удивительной и раздражающей способностью слышать себя там, где они не должны, и эта причина сама по себе может легко оправдать использование отдельного источника, но я не думаю, что реалистичная обнаруживаемость идет даже близко к 0 дБ. $ endgroup $ — supercat 9 мая 2014, 16:09
  • $ begingroup $ @supercat: Re: Apple//c power , я неправильно прочитал спецификацию в последний раз, когда изучал ее. Это 1,2 А, который, как я предполагал, был входным током (то есть 144 Вт при 120 В), но это выход, поэтому на самом деле он составляет ~ 24 Вт при 12 В. Блок питания IIe может достигать 80 Вт. Оба меняют дизайн, согласно спецификациям на соседних страницах. $ endgroup $ — Уоррен Янг, 11 мая ’14 в 1:51
| показать 3 дополнительных комментария

Современный блок питания ATX12V легко удовлетворит ваши требования к питанию.

Тем не менее, есть ряд проблем с блоками питания ПК, которые делают их не идеальными для аудио:

  • Переключаемая мощность : блоки питания для ПК всегда были переключаемыми, а не линейными. Первоначально это было просто из-за того количества энергии, которое требовалось компьютеру .²

    Бесплатного обеда не существует, поэтому более высокая эффективность коммутатора обходится он электрически шумнее, чем линейный. Это не большая проблема для цифровых схем, особенно во времена логики 5 В, когда несколько десятков милливольт шума легко игнорировались порогами затвора.

    А вот для звука. , шум является проблемой, так как он может косвенно повлиять на форму сигнала.

    Я говорю «косвенно», потому что почти все усилители имеют некоторое количество PSRR, которое подавляет шум шины. ³ PSRR не идеален — не существует такой вещи, как схема с бесконечным PSRR — и она имеет тенденцию падать с увеличением частоты, часто начиная падать в диапазоне звуковых частот.

    Когда вы решаете, слишком ли у вас шум шины или слишком низкий PSRR, вы должны учитывать чувствительность человеческого уха, которое имеет удивительный динамический диапазон.

    Пример: В вашей спецификации указано 12 В ± 5% , так что допускает до 600 мВ шума и пульсаций (N + R) на рельсах, при условии отсутствия погрешностей по постоянному току. Скажем, это действительно только усреднение 100 мВ N + R. Предположим также, что на частоте шума на шине питания вашего ПК PSRR составляет 60 дБ. Допустим также, что вашей аудиосистеме требуется 3 В переменного тока для динамика, чтобы достичь уровня звукового давления 90 дБ. 100 мВ примерно на 30 дБ ниже 3 В, поэтому добавив PSRR 60 дБ, вы обнаружите, что шум должен быть прямо на пороге неслышимость: 90 дБ SPL рабочий максимум — 30 дБ уровень шума — 60 дБ PSRR = 0 дБ SPL выходной шум, предел человеческого слуха.

    Едва не слышно , разум. Я придумал тот пример, чтобы дать такой результат. Возможно, ваш усилитель имеет более низкий PSRR, или более высокий собственный шум, или более высокий связанный шум от источника питания ПК, или более высокие требования к выходному напряжению. Дело в том, что шум шины питания ПК может легко стать слышимым. Если эта система используется в тихой комнате или с закрытыми наушниками, чтобы не было ничего, что могло бы замаскировать шум, ваш выбор в пользу источника питания для ПК может фактически испортить проект.

    Коэффициент усиления и усилитель сценический дизайн также играет в этом. Некоторые усилители выполняют свою работу в несколько этапов, на каждый из которых влияет источник питания. Если вы получаете шум -90 дБ на ранней стадии, за которой следует каскад усиления, шум также усиливается. Когда громкость усилителя полностью увеличена, она может составлять 10 дБ SPL или больше.

  • Общая шина : Многие другие части ПК будут работать от этой мощной шины +12 В. Эти компоненты будут вносить свои собственные шумы в эту шину, добавляя к тому, что производит сам источник питания.

    Некоторые блоки питания ПК имеют несколько независимых шин 12 В, что может смягчить это. Вы можете найти неиспользуемую шину, обычно предназначенную для питания высокопроизводительных видеокарт.

  • Шум от земли : В некотором смысле это просто продолжение вышеизложенного, но оно имеет особые последствия, когда дело доходит до аудиосистем.

    Заземление в электрической системе никогда не имеет нулевого импеданса, поэтому шумы шунтируются через компоненты на землю не уходят в ноль. Все электрические компоненты производят шум, если не что иное, как шум Джонсона.

    Другой способ возникновения шума заземления называется «отскок от земли», когда динамическое потребление тока компонентом создает модулированные током ИК-падения в плоскости заземления.

    Еще один способ зашумления земли — это то, что компоненты не имеют бесконечного PSRR, поэтому он связывает некоторую часть шума шины питания с землей.

    Теперь, что происходит со всем этим шумом шины заземления, когда он попадает в аудиосистему? Во-первых, ваши динамики, скорее всего, будут напрямую связаны с этим заземлением питания ПК. Это означает, что весь PSRR в усилителе неуклонно сокращает этот шум. Отскок от земли сотрясает динамик, который превращает его прямо в звуковую энергию.

    Это смертельно? Зависит от уровня шума от заземляющего рельса.

  • Симметричная мощность : для некоторых аудиосхем требуется не несимметричный источник питания, как в вашей спецификации на 12 В, а вместо этого ± 12 В или аналогичный. Блоки питания для ПК по-прежнему включают шину -12 В, но поскольку в наши дни она почти ни в чем не используется, это всегда одна из самых слабых шин в системе, если не .

    Однако, если вы не воспользуетесь им, вам придется использовать несколько приемов, чтобы заставить звук работать в несимметричной системе, которые сами по себе ухудшают качество звука. Емкостная связь аудиосигнала, например, добавляет к сигналу искажения из-за дефектов конденсатора.

  • Общая среда RFI : Питание от ПК подразумевает, что аудиокомпоненты будут находиться внутри ванны радиочастотного шума внутри корпуса компьютера. Это означает, что они подвержены влиянию этого радиочастотного шума на аудиосистему, что может привести к дефектам звука.


Сноски :

  1. Если вместо этого вы говорите об очистке старых блоков питания от мертвых компьютеров, у вас могут возникнуть проблемы, так как + Шина 12 В часто была одной из наименее мощных, а не самой мощной.

  2. На заре компьютерных вычислений для модуля ЦП обычно требовалось не менее 100 Вт непрерывной мощности, что потребовало бы довольно большого и горячего линейного блока питания. Сегодня вы можете получить вполне производительные маломощные ПК с мощностью менее 10 Вт, которые разумно можно было бы запустить от небольшого линейного блока питания. Тем не менее, вы все равно не найдете, чтобы это было реализовано на коммерческой основе, поскольку сейчас существуют различные нормативные и рыночные факторы, которые требуют эффективных источников питания.

  3. Есть несколько необычных типы аудиоусилителей, в которых шум рельсов напрямую искажает выходной сигнал, поэтому для этого типа вам абсолютно необходим стабильный, бесшумный линейный источник питания.

  4. 90 дБ SPL — это довольно хорошее значение для «достаточно громко» в аудиосистеме, если вы не строите звуковые системы для концертного зала или стадиона.

  5. По определению, 0 дБ SPL — это человеческий порог неслышимости.

  6. Обратите внимание, что эта статья даже не пытается описывать электролитические соединения, которые ужасно нелинейны . Тем не менее, многие аудиосистемы используют их для аудиосвязи.


4
$ begingroup $

Если у вас такая же звуковая система, что и у него, и поэтому вам нужно всего 10 Вт, это не должно быть проблемой. Большинство компьютерных блоков питания рассчитаны на 300-1000 ватт, поэтому 10 ватт не должны вызывать изжогу, если система уже не привязана к источнику сока..

Поделиться
Улучшите это ответ
ответ дан 8 май ’14 в 20:49

$ endgroup $

  • $ begingroup $ Я думаю, что некоторым усилителям звука может потребоваться разделение заземления источника питания. Думаю, именно по этой причине многие (если не все) простые компьютерные колонки имеют отдельный источник питания вместо USB-подключения. Я имею в виду контуры заземления и другие проблемы. $ endgroup $ — Камил 8 мая 2014, 21:20
  • $ begingroup $ @kamil определенно не все. У меня много динамиков с питанием от USB. Обычно они продаются для использования с ноутбуками. $ endgroup $ — Грант 8 мая 2014, 23:29
  • $ begingroup $ Да, но, вероятно, в динамиках USB нет аналогового сигнала и нет контура заземления. $ endgroup $ — Камил 9 мая 2014, 02:10
  • $ begingroup $ Компьютерные колонки имеют отдельные источники питания, потому что на линейном выходе недостаточно мощности для подключения колонок. первое место. $ endgroup $ — whatsisname 9 мая 2014, 02:32
  • $ begingroup $ @Kamil, какое имя правильно, это нехватка питания, а не проблема с сигналом или заземлением, поэтому часто используются внешние источники питания. Всем динамикам в какой-то момент нужен аналоговый сигнал (даже если это цифровой сигнал, преобразованный в аналоговый непосредственно перед динамиком). $ endgroup $ — horta 9 мая ’14 в 2:37
  • добавить комментарий |

    Если у вас такая же звуковая система, как и у него, и поэтому вам нужно всего 10 Вт, это не должно быть проблемой. Большинство компьютерных блоков питания рассчитаны на 300–1000 ватт, поэтому 10 ватт не должны вызывать изжогу, если система уже не привязана к соку.


    1
    $ begingroup $

    Аудиоусилители представляют собой сложную нагрузку для источника питания, поскольку потребность в мощности меняется очень быстро с течением времени, однако для маломощный аудиоусилитель (10-20 Вт) и мощный блок питания с большими выходными конденсаторами не должно быть проблем со стабильностью напряжения.

    Однако — на некоторых блоках питания и аудиоустройствах — у вас может быть сильный звук проблемы с качеством или сильные шумы из-за того, что заземление аудиосигнала может быть подключено к заземлению усилителя.

    Аудиоусилителю большой мощности всегда требуется более высокое напряжение и симметричное питание. Компьютерный блок питания не может этого сделать, поэтому нет смысла это рассматривать.

    Исключение составляют автомобильные аудиоусилители на 12 В со встроенными преобразователями постоянного/постоянного тока. Они имеют однополярное питание и большую мощность. У вас могут возникнуть проблемы со стабильностью напряжения, если вы подключите блок питания компьютера к автомобильному аудиоусилителю большой мощности с преобразователем постоянного тока в постоянный, предназначенным для работы с источником с очень низким импедансом.

    Поделиться
    Улучшить этот ответ
    отредактировано 8 мая ’14 в 21:25
    ответил 8 мая ‘ 14, 21:07

    $ endgroup $

    добавить комментарий |

    Аудиоусилители представляют собой сложную нагрузку для источника питания, поскольку потребляемая мощность меняется очень быстро со временем, однако для аудиоусилителя малой мощности (10 -20 Вт) и источника питания высокой мощности с большими выходными конденсаторами, проблем со стабильностью напряжения быть не должно.

    Однако — на некоторых источниках питания и аудиоустройствах — могут возникнуть серьезные проблемы с качеством звука или сильные шумы, из-за того, что заземление аудиосигнала может быть подключено к заземлению усилителя.

    Аудиоусилителю высокой мощности всегда требуется более высокое напряжение и симметричное питание. Компьютерный блок питания не может этого сделать, поэтому нет смысла рассматривать это.

    Исключение составляют автомобильные аудиоусилители 12 В со встроенными преобразователями постоянного/постоянного тока. Они имеют однополярное питание и большую мощность. У вас могут возникнуть проблемы со стабильностью напряжения, если вы подключите блок питания компьютера к автомобильному аудиоусилителю большой мощности с преобразователем постоянного тока в постоянный, предназначенным для работы с источником с очень низким импедансом.


    1
    $ begingroup $

    У меня также был импульсный аудиоусилитель мощностью 10 Вт, который питался от блока питания, который также поставлял ПК . Звук был очень шумным, если я начинал копировать файл на жесткий диск (или выполнялась какая-либо операция с диском) или перемещал мышь (подключенную через USB), я слышал шум, если я давал большое усиление, шум также был больше. Усилители усиливают также шум линии электропередачи. Если вам нужно питание от блока питания, возможно, вам потребуется применить фильтр/стабилизатор для входящей линии питания перед усилителем. Если ваш усилитель похож на автомобильный аудиоусилитель (как писал Камил), который имеет встроенный преобразователь постоянного тока в постоянный, шум линии электропередачи не имеет существенного значения (большинство устройств постоянного тока имеет встроенный стабилизатор, фильтр). В этом случае импеданс достаточно «низкий». Для усилителя мощностью 10 Вт не требуется такое же полное сопротивление линии питания, как для усилителя мощностью в сотни Вт. Имеет встроенный преобразователь постоянного тока в постоянный; проблема с контуром заземления также решается, если заземление линии питания и экран разъема не закорочены.

    Поделиться
    Улучшите это ответ
    ответ дан 8 май ’14 в 22:47

    $ endgroup $

    добавить комментарий |

    У меня также был импульсный аудиоусилитель мощностью 10 Вт, который питался от блока питания, который также поставлялся с ПК. Звук был очень шумным, если я начинал копировать файл на жесткий диск (или выполнялась какая-либо операция с диском) или перемещал мышь (подключенную через USB), я слышал шум, если я давал большое усиление, шум также был больше. Усилители усиливают также шум линии электропередачи. Если вам нужно питание от блока питания, возможно, вам потребуется применить фильтр/стабилизатор для входящей линии питания перед усилителем. Если ваш усилитель похож на автомобильный аудиоусилитель (как писал Камил), который имеет встроенный преобразователь постоянного тока в постоянный, шум линии электропередачи не имеет существенного значения (большинство устройств постоянного тока имеет встроенный стабилизатор, фильтр). В этом случае импеданс достаточно «низкий». Для усилителя мощностью 10 Вт не требуется такое же полное сопротивление линии питания, как для усилителя мощностью в сотни Вт. Имеет встроенный преобразователь постоянного/постоянного тока, проблема с контуром заземления также решается, если заземление линии электропередачи и экран разъема не замкнут накоротко.


    1
    $ begingroup $

    Раньше я питал свои 60-ваттные колонки от ПК на моем собственном ПК. Это работало хорошо. Единственная проблема заключалась в том, что я слышал звук моторики жесткого диска из динамика. Например, когда система управления питанием Windows выводит жесткий диск из спящего режима, я слышал это как непосредственно с жесткого диска, так и из динамика в виде шума. В динамиках слышна любая возможная пульсация на шине 12 В источника питания ПК. Но это не было большой проблемой, поскольку это происходило нечасто.

    Поделиться
    Улучшить этот ответ
    ответил 9 мая ’14 в 16:30

    $ endgroup $

    добавить комментарий |

    Раньше я питал свои 60 Вт динамики от ПК на моем собственном ПК. Это работало хорошо. Единственная проблема заключалась в том, что я слышал звук моторики жесткого диска из динамика. Например, когда система управления питанием Windows выводит жесткий диск из спящего режима, я слышал это как напрямую с жесткого диска, так и из динамика в виде шума.. В динамиках слышна любая возможная пульсация на шине 12 В источника питания ПК. Но это не было большой проблемой, так как это происходило нечасто.

    Оцените статью
    Botgadget.ru
    Добавить комментарий