Витая пара. Сильно или слабо скручивать?

[EUgeneUS]

не знаю куда лучше написать. Сюда или в механику и технику.
Вопрос вроде технический, но в нём одна электродинамика, вроде бы :)

Сначала откуда возник вопрос.

Боремся с фоном 50/100 Гц в гитарном ламповом усилителе.
Один из источников фона - цепи накала ламп, через которые идет довольно сильный переменный ток (порядка 1А), который даёт индуктивную наводку на входную цепь усилителя. В этой теме интересует только этот источник фона.

Очевидное решение - питать накалы скрученной парой проводов. Это резко уменьшает площадь контура, который образован цепью питания накалов.

Собственно вопрос: нужно ли провода скручивать максимально туго, или достаточно слабой скрутки с относительно большим шагом?

Какой тип скрутки даст
а) минимальную напряженность переменного магнитного поля вокруг "витой пары"
б) минимальную ЭДС на расположенном рядом контуре (входная цепь), размер которого
- много меньше (на много порядков) длины волны.
- много меньше (на порядок - два) расстояния между проводами в "активном контуре".
- для тугой скрутки: много меньше (на порядок) расстояния между витками скрутки проводов в "активном контуре".
- для редкой: по порядку величины соответствует расстоянию между витками скрутки проводов в "активном контуре".

На мой взгляд (в качестве собственных попыток решения): соседние участки противонаправленных проводов должны быть максимально параллельны, сильная скрутка приводит к тому, что между ними появляется угол. Поэтому сильно скручивать - вредно.

Однако, встречаются рекомендации скручивать максимально туго. Почему и возник вопрос.

[realeugene]

Очевидное решение - поставить на накал выпрямитель со стабиллизатором напряжения. Или религия не позволяет?

Длина волны для индуктивной связи ни при чём.

[wrest]

EUgeneUS
Сначала посмотрел на текст.
Потом посмотрел на никнейм автора.

Думаю, что лучше в механику и технику.
Так у вас накал питается переменным напряжением?

EUgeneUS в сообщении #1387829 писал(а):

На мой взгляд (в качестве собственных попыток решения): соседние участки противонаправленных проводов должны быть максимально параллельны,

И кроме того, сумма (мгновенных) токов в них должна быть равна нулю!

50 герц это на секундочку 6000 километров, так что с этой точки зрения (длин волн) вся ваша конструкция питается постоянным током.

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1387835 писал(а):

Очевидное решение - поставить на накал выпрямитель со стабиллизатором напряжения. Или религия не позволяет?

Этот метод мне известен. Хотел сразу написать "питать накал постоянным током - не предлагать" Есть опять же противоречивые мнения о питании накала постоянным током накала ламп, которые рассчитаны на питание накала переменным током. Но сейчас интересуют только те вопросы, которые озвучены в стартовом посте.

realeugene в сообщении #1387835 писал(а):

Длина волны для индуктивной связи ни при чём.

Для индуктивной связи - не при чём. Но сравнение с длиной волны важно, так как такое соотношение гарантирует, что токи в проводниках "туда" и "обратно" будут в противофазе.

wrest в сообщении #1387838 писал(а):

Так у вас накал питается переменным напряжением?

А чего? По паспорту 6.3 В переменного.

wrest в сообщении #1387838 писал(а):

И кроме того, сумма (мгновенных) токов в них должна быть равна нулю!

а с чего бы она не была равна нулю?

[10mV]

EUgeneUS в сообщении #1387829 писал(а):

На мой взгляд (в качестве собственных попыток решения): соседние участки противонаправленных проводов должны быть максимально параллельны,...

Когда речь о скрутке, то наверно предполагаются медленно-меняющиеся магнитные поля помехи. Длина волны при 50-60 Гц очень велика, чтобы о ней говорить.
Смысл скрутки - получить в соседних петлях противоположную и одинаковую по величине ЭДС. Тогда беспокоящий угол между проводами окажет небольшое влияние.
Слабая скрутка может дать большую помеху, если на участок с более интенсивной помехой придется одна петля скрутки. Несколько петель при этом лучше взаимно-скомпенсируют помеху.

[EUgeneUS]

10mV

ИМХО. Важно учитывать, что источником помехи является сам скрученный провод.
Приемником помехи является контур небольшого размера, расположенный в непосредственной близость от источника помехи.

Тогда, ИМХО, получается так при тугой скрутке:

1. из-за того, что она тугая и провода не параллельны, поля на одном витке скрутки не компенсируют друг друга полностью.
2. а разные витки скрутки находятся на существенно разном расстоянии от "приемного контура", связь с ним у них разная и, хотя они дают эдс противоположного направления, эти эдс не компенсируются полностью.

Но у меня сомнения - какой из этих эффектов "будет сильнее".

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1387840 писал(а):

а с чего бы она не была равна нулю?

Ну, может где-то утекать... Например, из середины питающей обмотки спустите провод на землю, или через переменный резистор, чтобы им можно было выровнять плечи.

См. http://www.radiolamps.ru/articles/theory/theory_2.html

[Xey]

EUgeneUS в сообщении #1387846 писал(а):

поля на одном витке скрутки не компенсируют друг друга

EUgeneUS в сообщении #1387846 писал(а):

хотя они дают эдс противоположного направления, эти эдс не компенсируются полностью.

Фаза такой наводки должна бы меняться при шевелении проводов.
Посмотреть бы лиссажу, сети и наводки . А может заметно наслух?

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1387840 писал(а):

Есть опять же противоречивые мнения о питании накала постоянным током накала ламп, которые рассчитаны на питание накала переменным током.

Вот только, пожалуйста, постарайтесь обойтись на этом форуме без лженауки.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Механика и Техника»
Причина переноса: пожалуй, это все-таки скорее техника.

[EUgeneUS]

wrest в сообщении #1387850 писал(а):

Ну, может где-то утекать...

Входная лампа 6Н9С, ток накала 0.3 А. И сколько там утекает между ТЭНом и катодом? Ерунда, даже говорить не о чем.
(Точнее, это важно локально, внутри лампы. А вот с точки зрения разницы токов туда и обратно - ерунда. Блохи блох).

Но за ссылку - спасибо. Удобная, про наводки от накала всё в одном месте, и с методами борьбы.

Xey в сообщении #1387867 писал(а):

Фаза такой наводки должна бы меняться при шевелении проводов.
Посмотреть бы лиссажу, сети и наводки . А может заметно наслух?

Пошевелить. Хмм.
Я этот усилитель в глаза не видел. Даже на фото (но обещали выслать). Знакомые попросили помочь удаленно школьнику.
Понятно, это из разряда диагноза по юзерпику, даже круче, так как юзерпика нет.
Знаю:
а) схему, по которой собирался. Видел.
б) разводка сделана на печатной плате
в) была попытка запитать накалы постоянкой, неудачная (в смысле борьбы с фоном). Но еще надо разбираться, как она была сделана.

Выдал рекомендаций на N пунктов, от ориентации трансформаторов до экранированного кабеля на входе
Про разводку накала тоже сказал. А вот вопрос - с каким шагом делать витую пару, самого заинтересовал и озадачил.

-- 15.04.2019, 19:03 --

realeugene в сообщении #1387870 писал(а):

Вот только, пожалуйста, постарайтесь обойтись на этом форуме без лженауки.

чего?

-- 15.04.2019, 19:37 --

Возвращаясь к вопросам из стартового поста.

1. Нашел вот такую работу, где описывается зависимость погонной индуктивности витой пары от угла навивики.
2. Откуда видно, что с ростом угла индуктивность погонного метра растёт.
3. Раз растет погонная индуктивность, то при том же токе, растет энергия магнитного поля. А значит растет средняя (в некотором смысле) напряженность магнитного поля.
4. А значит, увлекаться плотной навивкой витой пары не следует.

Понятно, что всё очень сильно зависит от распределения магнитного поля, но для оценки вроде бы подходит. Или нет?

[Dmitriy40]

Из начального поста не слишком понятно наводка идёт на одну точку (точка входа усилителя) или на длинный кабель до усилителя. Соответственно и критерии свивки могут быть разными:
1. Если на одну точку, то думаю шаг свивки силовых проводов должен быть на порядок меньше расстояния от силового кабеля до точки наводки, чтобы наводки от элементарных ячеек точнее компенсировались в нужной точке. Если силовой кабель сильно изогнут, то брать ближайшую к точке наводки точку кабеля (от остальных ячеек наводки будут скомпенсированы ещё точнее).
2. Если на кабель, то свить оба кабеля с существенно разным и не кратным шагом. Сам шаг тут не слишком принципиален, главное чтобы по общей длине кабелей укладывались десятки шагов свивки для обоих кабелей.

Само собой правильно подключенный экран на каждый кабель (силовой и входной если он есть).

Самый правильный совет: питать хорошо фильтрованным постоянным током. Полезно сместить потенциал накала к плюсу от катода, чтобы максимально запереть ток от накала (как написано в статье по ссылке). "Есть противоречивые мнения о питании постоянным током" - считать лженаукой.

[realeugene]

Советую ТС посчитать толщину скин-слоя для сетевой частоты в меди, например, и сравнить с толщинами своих экранов. Сильные низкочастотные магнитные поля можно заэкранироавть только ферромагнитными экранами. Их лучше вообще близко не подпускать к звуковой аппаратуре.

-- 16.04.2019, 02:43 --

EUgeneUS в сообщении #1387891 писал(а):

была попытка запитать накалы постоянкой, неудачная (в смысле борьбы с фоном)

Значит, не в накалах дело.

А вообще, конечно, анодные напряжения могут быть и опасны для школьника.

[EUgeneUS]

Dmitriy40 в сообщении #1387908 писал(а):

Из начального поста не слишком понятно наводка идёт на одну точку (точка входа усилителя) или на длинный кабель до усилителя.

Индуктивная наводка не может быть "на одну точку", она всегда "на контур".
Насколько понимаю (насколько имею информацию), проблема с фоном наблюдается и без подключенного кабеля от гитары к усилителю. То есть вопрос к монтажу\конструкции самого устройства.
Откуда берется контур на входе, на который находится помеха, тоже понятно: разделительный конденсатор между входом и сеткой и резистор между сеткой и общим проводом - геометрические размеры этих элементов и создают этот контур. Их можно и нужно уложить так, чтобы площадь контура была минимальна, но 1-2 квадратных сантиметра будет в любом случае.

Dmitriy40 в сообщении #1387908 писал(а):

Самый правильный совет: питать хорошо фильтрованным постоянным током.

а) Коряво сделанное питание накала постоянкой только навредит. Так как после выпрямителя и конденсатора поднимется напряжение до 8.8 В, а для хорошей фильтрации при таких токах емкость должна быть большой, тысячи мкФ, если поставят сотни мкФ - толку будет немного. В результате: перекал ламп, откуда и идут мифы о снижении срока службы при питании постоянкой, а пользы - чуть.
б) Ни в одной промышленной схеме ламповых усилителей нет питания накала постоянкой, справлялись как-то же раньше. Поэтому огород со стабилизатром в цепи питания накала выглядит оверинженирингом. Но как "лекарство второй линии" остается в арсенале

realeugene в сообщении #1387960 писал(а):

Советую ТС посчитать толщину скин-слоя для сетевой частоты в меди, например, и сравнить с толщинами своих экранов.

Каких своих экранов?
Вам советую подумать, как должно располагаться переменное магнитное поле, чтобы навести ненулевую эдс в коаксиальном кабеле. И откуда бы оно возьмется.

realeugene в сообщении #1387960 писал(а):

Значит, не в накалах дело.

Там в чем угодно может быть дело. В том числе и в накалах (там не было стабилизатора, а фильтрующие конденсаторы могли быть недостаточной ёмкости).
Скорее там несколько причин. Видел картинки со спектром фона. Там пик на 50 Гц, меньший пик на 100 Гц и далее убывающие гармоники через 100 Гц.
Так как и накал, и очевидно, аноды питаются после 2-полупериодного выпрямителя, источник 50 Гц какой-то другой. Скорее наводки от силового трансформатора на выходные или на вход.
Но опять же: в рамках данной темы меня интересует в первую очередь то, что написано в стартовом посте.

realeugene в сообщении #1387960 писал(а):

А вообще, конечно, анодные напряжения могут быть и опасны для школьника.

А для нешкольника они, надо полагать, безопасны?
ТБ - наше всё. Надеюсь, старшие товарищи это объяснили школьнику ранее.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1387968 писал(а):

Насколько понимаю (насколько имею информацию), проблема с фоном наблюдается и без подключенного кабеля от гитары к усилителю. То есть вопрос к монтажу\конструкции самого устройства.

Банальный совет, но ещё б не помешало вход коротнуть (просто вход, затем еще на землю) и послушать.