ספק לינארי !? לאודיו?

ספק לינארי (Linear Power Supply) הוא סוג של ספק כוח הממיר מתח AC (זרם חילופין) למתח DC (זרם ישר) יציב ונקי. הוא עושה זאת באמצעות סדרה של שלבים הכוללים שנאי (Transformer), מיישר (Rectifier), ומסנן (Filter), אשר מייצרים מתח DC שמותאם לדרישות המערכת.

שלבי הפעולה העיקריים של ספק לינארי:

1. שנאי (Transformer): השנאי מוריד את מתח ה-AC המתקבל מרשת החשמל למתח נמוך יותר שמתאים לשימוש במעגלים אלקטרוניים. השנאי גם מספק בידוד בין רשת החשמל לבין המערכת האלקטרונית.
2. מיישר (Rectifier): לאחר הורדת המתח, המיישר ממיר את מתח ה-AC למתח DC. בשלב זה, המתח עדיין אינו חלק לגמרי ויש בו "ריפל" (תנודות).
3. מסנן (Filter): המסנן מורכב מקבלנים שמטרתם להחליק את תנודות המתח ולהפוך את המתח ליציב ככל האפשר.
4. ווסת (Regulator): בשלב הסופי, הווסת מתקן את שאריות התנודות במתח ומבטיח שהמתח יהיה יציב לגמרי בהתאם לדרישות המערכת.

יתרונות וחסרונות:

• יתרונות: ספקים לינאריים ידועים בזכות יציבות המתח שלהם ורמת הרעש הנמוכה שהם מייצרים. הם אידיאליים לשימוש במערכות רגישות כמו ציוד אודיו ומערכות מדידה מדויקות.
• חסרונות: ספקים לינאריים נוטים להיות גדולים וכבדים יותר מספקי כוח ממותגים, וכן פחות יעילים אנרגטית, מה שהופך אותם לפחות מתאימים ליישומים שדורשים עוצמת חשמל גבוהה או צריכה יעילה של אנרגיה.

שימושים:

ספקי כוח לינאריים היו בשימוש נרחב במערכות אודיו, ציוד מדידה, ומערכות רפואיות, שבהן יציבות המתח ורמת הרעש הנמוכה היו קריטיים לתפקוד תקין. כיום, הם עדיין נמצאים בשימוש במקומות שבהם דרישות אלה חשובות יותר מהיעילות האנרגטית.

לשים ספק לינארי (Linear Power Supply) לסטרימר DAC (Digital-to-Analog Converter) יכול להיות משמעותי מבחינת איכות השמע.  ספק ממותג ייתן ברוב המקרים מתח מיוצב, אבל מתלווה אליו רעש מיתוג בתדר גבוה. הרעש הזה מתקדם לצרכן ויוצר מיסוך, ממש כמו להסתכל דרך חלון שהוא לא לגמרי נקי - רואים את הנוף, אבל לא רואים את הניואנסים הדקים.ישנם סוגים שונים של ספקים לינאריים, והם נבדלים ביניהם לפי כמות הרעש לוואי ולפי התנהגות בעומס משתנה.הבעייה הגדולה היא עומס משתנה, ושם נופלים רוב הספקים הלינארים הזולים. אין להם רעש לואי של מיתוג, אבל הם לא מספיק יציבים, מה שעושה אותם פחות מתאימים לצרכן שהוא דיגיטלי, ולצרכנים שהם לא סטטיים. לדוגמה, מעגלי הגברה שמורכבים מרכיבים דיסקרטיים, יוצרים עומס שתלוי בתדר שהם מגבירים. אם הם מגבירים תדרים של מוזיקה, העומס משתנה כל הזמן, וספקי כח זולים לא מצליחים לעקוב אחרי השינוי, מה שיוצר השפעה גדולה על הסאונד.

מומלץ לבחור ספק לינארי עם מדידות שמתאימות לצרכים הספציפיים של ה-DAC או כל מכשיר אחר שאתה מחבר אליו. המדידות החשובות כוללות את המתח (Voltage) והזרם (Current) שהמכשיר דורש לפעולה תקינה. חשוב שהספק יוכל לספק את המתח הנדרש בדיוק (לדוגמה, אם ה-DAC דורש 5V, הספק צריך להיות מסוגל לספק בדיוק 5V) ושהוא יהיה מסוגל לספק את הזרם הנדרש לפחות במידה המינימלית (לדוגמה, אם ה-DAC דורש 1A, הספק צריך לספק לפחות 1A).אם הספק מספק מתח גבוה מדי, זה עלול לגרום לנזק למכשיר. אם הזרם שמסופק הוא נמוך מדי, זה עלול לגרום לבעיות בתפקוד או לאי-יציבות במכשיר.בנוסף, חשוב לוודא שהספק עצמו הוא באיכות גבוהה, עם ריפל (רעש מתח) נמוך ויכולות סינון טובות, כדי למקסם את היתרונות של ספק לינארי מבחינת איכות השמע.

אני אישית יכול לומר לכם שזה שינה לי לטובה בעבר את הבלוסאונד שלי וכיום את WIIM ULTRA שברשותי (שבשבילו תצא סקירה נפרדת בקרוב). 

מעבר למתח ולזרם, ישנם כמה פרמטרים נוספים שכדאי להתייחס אליהם כאשר בוחרים ספק לינארי ל-DAC או למכשיר אודיו אחר:

1. Ripple & Noise: ריפל ורעש (Ripple & Noise) הם תנודות קטנות במתח שמספק הספק. בספק לינארי, הריפל אמור להיות נמוך ככל האפשר. ערכים נמוכים של ריפל ורעש חשובים במיוחד ביישומי אודיו כדי למנוע רעשים בלתי רצויים בתוצאה הסופית.
2. Regulation: יכולת הספק לשמור על מתח יציב תחת שינויים בעומס (Load Regulation) ובמתח הכניסה (Line Regulation). חשוב שהספק יוכל לשמור על מתח יציב למרות שינויים בזרם שנדרש מהמכשיר.
3. Transient Response: זמן התגובה של הספק לשינויים פתאומיים בעומס. כאשר יש שינויים פתאומיים בזרם שנדרש מהמכשיר, חשוב שהספק יוכל להגיב במהירות ולשמור על מתח יציב.
4. Thermal Performance: כיצד הספק מתמודד עם חום שנוצר במהלך הפעולה. בספק לינארי, כמות משמעותית של אנרגיה מתבזבזת כחום, ולכן ניהול חום טוב חשוב לשמירה על יציבות הספק ואריכות ימים שלו.
5. Output Impedance: התנגדות יציאה של הספק. התנגדות נמוכה יכולה לעזור ביציבות המתח תחת עומסים משתנים.
6. EMI (Electromagnetic Interference): ספק לינארי באיכות גבוהה צריך להיות מתוכנן כך שיפיק מינימום הפרעות אלקטרומגנטיות, במיוחד במערכות אודיו, בהן EMI יכול לגרום להפרעות לא רצויות.

בחירת ספק לינארי שמתאים מבחינת כל הפרמטרים הללו יכולה להשפיע בצורה חיובית על הביצועים של ה-DAC והמכשירים המחוברים אליו, ולשפר את איכות השמע הכללית.

האם היעוד במקור של הספק לינארי התחיל במחשבים? 

הייעוד המקורי של ספקי כוח לינאריים לא התחיל במחשבים, אלא במגוון רחב של יישומים אלקטרוניים, בעיקר בתחומים שהיו דורשים מתח יציב ונקי, כמו מערכות אודיו, ציוד רפואי, ומערכות מדידה מדויקות. ספקי כוח לינאריים הופיעו כבר בתחילת המאה ה-20, הרבה לפני הופעת המחשבים, כדי לספק מתח DC יציב מרשת חשמל AC.השימוש במחשבים התחיל רק באמצע המאה ה-20, ובתקופה זו ספקי כוח לינאריים היו הטכנולוגיה הזמינה ביותר לשימוש במחשבים הראשונים, כיוון שהיו אלה שהציעו את המתח היציב הדרוש למעגלים האלקטרוניים הרגישים. עם זאת, במהלך השנים, ככל שהדרישות להספקים גבוהים יותר ויעילות גבוהה יותר גדלו, נעשה מעבר לשימוש בספקי כוח ממותגים (Switching Power Supplies) שהם יותר יעילים מבחינת אנרגיה, קומפקטיים וזולים יותר.לכן, למרות שספקי כוח לינאריים היו בשימוש במחשבים מוקדמים, זה לא היה הייעוד המקורי שלהם אלא התאמה לשימוש במחשבים שנבעה מהיתרונות שלהם באותה תקופה.

נכון שיש בשוק ספקים לינאריים אוניברסליים שניתן למצוא במקומות שונים בעולם, אך כאשר מדובר בחיבור חשמל למערכת אודיו שלכם, חשוב לבצע רכישה ממקור מוסמך ואמין. חיבור חשמל הוא חלק קריטי במערכת אודיו, וציוד לא מתאים עלול לפגוע באיכות השמע ואף לגרום לנזק למערכת. אני, למשל, סומך על תדי פרדו, שידוע באיכות ובאמינות של ספקי הכוח שלו. ספקים אלה מתוכננים במיוחד למערכות אודיו ומבטיחים אספקת חשמל יציבה ונקייה, מה שמוביל לשיפור משמעותי באיכות השמע הכללית.

חשוב לזכור שזה לא רלוונטי לכל מערכת, יש מספיק מוצרים שלא מאפשרים חיבור של ספק כח חיצוני. יש כאלה שניתן לעשות להם הסבה לספק חיצוני, כמו bluesound, eversolo, wiim ultra. רוב המגברים הנפוצים לא מאפשרים חיבור לספק חיצוני. והיתרון שתדי פרדו מאפשר לנו את האפשרות לספק לינארי על ידי שינוי פנימי מותאם. 

והכי חשוב , שזה ישראלי משלנו ונמצא בהוד השרון. 

אתר תדי פרדו