オーディオ回路にスイッチモード電源から電力を供給できますか？

ほとんどのオーディオ回路は、大きく重いトランスと、平滑化後の小さなリップルで駆動されます。SMPSはより小さく、より効率的です。EMIは金属製の筐体でシールドし、ノイズ抑制のために出力をフィルタリングできます。

特に電力がさらに規制される場合。オーディオ回路でスイッチモード電源が使用されない理由 パワーアンプ、およびSMPSをオーディオ回路に適合させるためにどのような改善を行うことができますか？

私自身について少しお話させてください...私は14年以上にわたってオーディオ業界でプロとして働いています。私は、主要なプロオーディオ会社のほとんど、オーディオ愛好家の会社、およびいくつかのコンシューマーオーディオ会社の回路を設計しました。ポイントは、私は周りにいて、オーディオがどのように行われるかについて多くを知っています！

SMPSはオーディオ回路に使用でき、使用されます！私は敏感なマイクプリアンプから巨大なパワーアンプまでそれらを使用しました。実際、より大きな電力増幅器の場合、それらは必須です。アンプが数百ワットを超えると、電源は非常に効率的である必要があります。電源が50％の効率しかない場合、1000ワットのアンプで発生する熱を想像してください！

しかし、小規模であっても、SMPSの効率は多くの場合理にかなっています。アナログ回路が適切に設計されている場合、電源からのノイズはアナログ回路によって拒否され、オーディオノイズには影響しません（非常に）。

これらのノイズに敏感なアプリケーションでは、ハイブリッドアプローチを実行できます。+ 5vを必要とするADCがあるとしましょう。SMPSを使用して+ 6vを生成し、次に超低ノイズのリニアレギュレータを使用してそれを+ 5vに下げることができます。SMPSの利点を最大限に活用できますが、リニアレギュレータの低ノイズが得られます。SMPSほど効率的ではありませんが、それらはトレードオフです。

しかし、心に留めておくべき1つのこと...オーディオアプリケーション用のSMPSは、オーディオを念頭に置いて設計する必要があります。もちろん、出力のフィルタリングを改善する必要があります。しかし、他の詳細も念頭に置く必要があります。たとえば、非常に低い電流では、SMPSは「バーストモード」または「不連続モード」と呼ばれる状態になる可能性があります。通常、SMPSは固定周波数でスイッチングしますが、これらのモードのいずれかではスイッチングが多少不安定になります。その不安定な動作により、出力ノイズがオーディオ周波数帯域に押し込まれ、フィルタリングがより困難になります。SMPSが通常1 MHzでスイッチングしている場合でも、これらのモードのいずれかでは、10 KHzのノイズが発生する可能性があります。これがどのように起こるかを制御することは、電源が使用するチップの設計に依存します。場合によっては、制御できません。

一部の人々は、オーディオにリニア電源のみを使用することを推奨しています。リニア電源のノイズは少ないですが、他にも多くの問題があります。熱、効率、重量が最大のものです。私の意見では、線形の物資のみを説く人のほとんどは、誤った情報を持っているか怠け者です。スイッチング電源の処理方法がわからないため、または堅牢な回路の設計方法を学ぶことを気にしないために怠zyであるため、誤解されます。SMPSを使用して十分なオーディオ機器を設計し、苦労せずにできることを証明しました。

クラスDアンプは、スイッチング電源です。これらは最近一般的になり、非常に優れた仕様を持つことができます。オーディオアンプは、アンプがクラスDであるか内部にスイッチング電源を備えていると言われたときに鼻にしわを寄せることがありますが、適切なダブルブラインドテストではそのようなことを検出するのは困難です。オーディオの世界では、科学と測定可能な結果を​​宗教的信念から分離することは困難です。

ショート：

• SMPSは多くのオーディオシステムで多く使用されています。

• 非常にトップエンドの愛好家をターゲットとしたシステムでは、鉄心変圧器ベースの電源が好まれる可能性があります。

SMPSは、多くのアプリケーションでオーディオ回路に電力を供給するために定期的に使用されています。ほとんどの家庭用オーディオ機器はおそらくSMPSを使用しています。

オーディオ愛好家向けのトップエンドシステムは、実際のまたは認識されている利点のために「鉄製変圧器」を使用する場合があります。50 Hzの変圧器ベースの電源のノイズ除去はよく理解されています。ノイズエネルギーの大部分は、主な周波数の倍数である低周波数にあるため、驚くほど高いレベルの除去が必要な場合、ノッチフィルター技術によって除去することができます。主な例外は、おそらくダイオードがAC波形のピークで導通するときの電流ピークによって引き起こされるダイオードスイッチングノイズであり、これは抵抗を広げることと一般に良好な設計によって大幅に低減できます。

SMPSは通常、50 kHzから約2 MHzの範囲、通常は数百キロヘルツの範囲のスイッチング周波数を使用します。これらのSHOULDもより容易に除外することが、低周波ノイズが、周波数を増加させ、しばしば言うには10kHzと比べて100 kHz以上にはるかに悪いであろうと、アンプ回路減少の阻止レベルより。

適切に設計されたSMPS供給がトップエンドのオーディオシステムの品質に大きな影響を与える可能性があるかどうかは、議論の余地があります。しかし、ユーザーがSMPSが従来の供給よりも悪いかもしれないと考えている場合、および/または供給者が現在または将来の可能性があると述べた場合、またはリスニングテストで確認された場合、「現代のもの」は鉄に比べて負けやすい芯入り用品-現実に関係なく。

スイッチング電源は、多くのアプリケーションでますます使用されています。確かに、壁のないサイズのオーディオアプリケーションは、スイッチャーを頻繁に使用しています。歴史的に、スイッチング電源の採用を制限している主な要因は、ほとんどのオーディオシステムが非常に高い周波数（たとえば100KHz以上）を有用な方法に似たものを通過させないという事実であると思います。オーディオステージにより、出力に歪みが生じる場合があります。特にフィードバックアンプ構成では、電源ノイズ除去は高周波よりも低周波で優れています。そのため、1つのオーディオステージの電源での高周波ノイズにより、次のオーディオステージで歪みが発生しやすくなります。60Hzのノイズ自体は100KHzよりもはるかに聞こえやすくなりますが、

タイムスイッチャーはオーディオ機器でより一般的になると確信していますが、マーケティングの慣性により、純粋に技術的な観点から理想的であるように迅速にスイッチャーが発生するのを防ぐことができます。顧客が大きな不格好な変圧器を高品質のオーディオ機器に関連付け、スイッチャーを使用するよりコストに敏感なメーカーを見ると、特に60Hzのトランスフォーマーベースの壁いぼの音でうまく聞こえる一部のデバイスを考えると、スイッチャーを「安い」と感じるかもしれません同じ公称仕様を持つ安価なスイッチモードの壁war贅を搭載したときのぎこちない。

フィルタリングが不十分でEMI / RFIが拒否される安価な大量生産スイッチモード電源（SMPS）は、Hi-Fiオーディオの世界でSMPSの評判を傷つけています。行われた損害を克服するには、ハイエンド機器で最高品質のSMPSが必要です。しかし、SMPSを使用して大小のオーディオ回路に電力を供給できない理由はありません。

多くのハイバンドオーディオ企業は現在、さまざまな理由でSMPSを使用しています。

• （A）鉄心/銅巻線変圧器の重量
• （B）巻線間の結合の効率{すなわち、電力損失}
• （C）最近の銅の実際のコスト

高出力PAシステムを使用した経験のある人なら誰でも、標準のラックマウントロードケースに収まるほど大きなアンプ（600Wから1Kw以上が一般的）が重く、サイズが大きいことを知っているでしょう。

標準のリニア電源は、75以上の「+」レール電圧と「固定」レール電圧から何でも供給します。使用されていない電源からの「電力」は、ヒートシンクに「ドロップ」されます。

たとえば、わずか10％で動作する1キロワットのアンプは、90％で動作する同じアンプよりも熱として多くのエネルギーを失います。

いくつかのオーディオメーカーはこれを利用し、入力検出回路を使用して電源の出力電圧を変化させ、必要なレベルの電源レールのみを提供しています。オーディオ周波数の4〜10倍のスイッチング（HFアーティファクトは、DC電源から簡単にフィルタリングして除去できます）

この高速スイッチングは、出力電圧を、たとえば低レベル信号のプラスとマイナス30Vから、プラスとマイナス90V（またはFET /トランジスタ設計に応じてそれ以上）まで変化させます。SMPSの効率により、これにより、大きなスチールと銅の塊がなくなり、大きな電力損失を放散する巨大なアルミニウムヒートシンクや大きなファンがないため、アンプのコストと重量が大幅に削減されます。それらの周りに十分な空気を移動するために必要。

十分にフィルタリングされない限り、「電源」は、リニアまたはデジタルのアンプのオーディオ品質に影響を与えません。電圧は電圧です。あらゆる種類のフラットでリップルのない：その後、ノイズと歪みを決定するのはアンプの設計です