שנאים מבדלים למערכות שמע


 

לשם מה שנאים מבדלים?

תפקידם העיקרי של שנאים מבדלים (Isolation Transformers) הוא לסנן הפרעות בתדרי רדיו (RFI – Radio Frequency Interference)  –  הפרעות הנמצאות על רשת החשמל ומרשת החשמל חודרות אל הציוד האלקטרוני של מערכת השמע (מגברים, נגנים, ממירים). אמנם תדרי רדיו הם מחוץ לטווח תדרי השמע, אך הפרעות בתדרי רדיו מנחיתות את איכות הצליל של מעגלים אלקטרוניים. לדברי כמה ממתכנני ציוד השמע המוצלחים ביותר, כמו אלן רייט (Allen Wright) ז"ל,  ג'והן קרל    (John Curl)   ואחרים, לניקיון המתח המסופק למעגלים האלקטרוניים של מגברי שמע השפעה ממדרגה ראשונה על איכות הצליל.

מקורות הפרעות בתדרי רדיו

מכשירים רבים מאד פולטים, או קורנים, הפרעות בתדרי רדיו. זה כולל גם מכשירים שונים הנמצאים כמעט בכל בית, כמו טלפונים אלחוטיים, טלפונים סלולאריים, מחשבים, מקלטי טלוויזיה ואפילו צגים הנמצאים בחלק מהמכשירים של מערכת השמע עצמה. למעשה, ספק המתח בכל מכשיר אלקטרוני (כולל המכשירים במערכת השמע עצמה) יוצר הפרעות בתדר רדיו.

ההפרעות בתדרי רדיו מתפשטות בשני אופנים עיקריים:

  • בשידור, דהיינו, באמצעות קרינה באוויר;
  • בהולכה, גם דרך רשת החשמל.

תמיד קיימות גם הפרעות בתדרי רדיו על רשת החשמל. חלקן הן הפרעות שנוצרו על ידי מכשירים שונים בתוך הבית וחלקן נוצרות מחוץ לבית ומתלבשות על רשת החשמל המסופקת לכל בית.

כיצד רעשים בתדרי רדיו מפריעים למערכות שמע?

תדרי השמע הם התדרים אותם שומעת אוזן האדם, לפי המוסכמה, הם בין 20 הרץ ועד 20 קילוהרץ. כתדרי רדיו נחשבים כל התדרים שמעל 30 קה"צ. שאלה מתבקשת היא: "מה מפריע לנו שיש על מערכת השמע רעשים בתדרים שאינם נשמעים לאוזן?  –  על קצה המזלג, התשובה היא שאותם רעשים  "מתלבשים" על האותות בתדר השמע ובכך הם מקטינים את רמת הפירוט האפשרית של המגברים השונים במערכת השמע. כאמור, זה הסבר מקוצר ומקורב, הסבר מלא דורש ידע באלקטרוניקה. הסבר מעט מפורט יותר ניתן לראות במאמר הבא: טיפול בחשמל למערכות שמע

לשם מה נחוץ סינון חיצוני, מדוע יצרני המכשירים למערכת השמע לא מבצעים סינון פנימי, בתוך המכשירים?

ראשית, אינני יכול לדבר בשם כל היצרנים, אינני יודע מהם השיקולים של כל אחד מהיצרנים.

הערכה שלי היא שלא כל יצרני ציוד השמע מודעים מספיק לתועלת שבסינון רעשים בתדרי רדיו החודרים דרך מתח הרשת.
כאמור, זאת הערכה בלבד.

המתכנן האגדי ג'והן קרל (John Curl) סיפר שכאשר הוא בנה את הקדם-מגבר שהיה ספינת הדגל שלו, CTC Blowtorch ,  הוא ניסה סינון רעשים בתדרי רדיו בכניסת המתח של המכשיר באמצעות סלילים, אבל הוא מצא שהסלילים שהיו נגישים לו רק הנחיתו את איכות הצליל של המגבר. לכן, הוא נקט בצעדים אחרים, שהם סינון טוב יותר של המתח הישר המסופק למגבר, סינון שבא לאחר שנאי הכוח והמיישרים. הוא השתמש בשתי דרגות עוקבות של מסנן טורי מקובל. בנוסף, בכניסת המתח של כל אחת מדרגות ההגבר הוא השתמש במסנן מסוג מכפל-קיבול (capacitance multiplier)  –  אותו סוג מסנן שהוא הבסיס למסננים של תדי פרדו, למשל.

מתכננים אחרים, כמו אלן רייט (Allen Wright) ז"ל, משתמשים במייצב מקבילי (shunt regulator) , הבא לאחר הסינון הרגיל, המקובל, של המתח הישר המסופק למכשיר.

כאשר מדובר בסינון הרעשים שמגיעים עם מתח הרשת  –  סינון פנימי מושלם הוא יקר מאד וקשה מאד לביצוע.

אביא דוגמא.

בנגן CD הקודם שלי מותקן שנאי מסוג R-Core (שהוא הסוג הטוב ביותר לסינון רעשים בתדרי רדיו ממתח הרשת). במוצא השנאי, לפני המיישרים, מותקן מסנן לתדרי רדיו הבנוי מסלילים וקבלים. דבר אחד הוא שהסינון הזה קיים רק במוצא הסליל המשני שנועד לאספקת מתח למעגלים הדיגיטאליים, הוא לא קיים במוצא הסליל המשני שנועד לאספקת מתח למעגל המוצא האנלוגי, מבוסס השפופרות. מדוע אין סינון למתח המסופק לדרגת המוצא האנלוגי? - אינני יודע. אולי משיקולי עלות, אולי המתכנן מצא שהסינון הקיים הוא מספיק  –  למתכנן פתרונים.

דבר נוסף. באותו נגן CD זה יש זוג חוטים המוליכים את מתח הרשת משקע כניסת המתח שבמכשיר, הנמצא על הדופן האחורית, אל שנאי הכוח הנמצא סמוך לדופן הקדמית. דהיינו, חוטי הולכת מתח הרשת עוברים לכל אורך המכשיר, לפני שמתבצע סינון כלשהו. הפרעות בתדרי רדיו הקיימות על חוטים אלה חודרות, באמצעות שידור, אל כל המעגלים האלקטרוניים שבתוך המכשיר. מדוע המתכנן לא ביצע סינון בצמוד לשקע כניסת המתח?  –  אינני יודע, למתכנן פתרונים. על כל פנים, בשל כך שהסינון הפנימי הוא חלקי בלבד, גם נגן CD זה נתרם מקיומו של שנאי מבדל למתח הרשת.


כיצד פועלים שנאים מבדלים?

כאמור, תפקידם העיקרי של שנאים מבדלים הוא לסנן הפרעות בתדרי רדיו המצויות על רשת החשמל. סינון ההפרעות יכול להתבצע בכמה אופנים שונים. דבר אחד הקיים בכל שנאי מבדל הוא שלשנאי כזה יש שני סלילים נפרדים, סליל ראשוני וסליל משני  –  בניגוד לשנאי-עצמי (Auto-transformer) בו יש רק סליל אחד. העובדה שקיימים שני סלילים נפרדים יוצרת סינון מסוים, אם כי חלקי, לתדרי רדיו.

דבר נוסף הקיים במרבית השנאים המבדלים, אם כי לא בכולם, הוא שכבת סיכוך בין הסליל הראשוני למשני, המחוברת להארקה. לשכבת סיכוך זאת תרומה משמעותית לסינון הפרעות בתדרי רדיו.

דבר אחר הקיים בחלק מהשנאים המבדלים הוא סליל משני מאוזן. בשנאים כאלה, בסליל המשני יש סנף אמצעי, המחובר להארקה. לסליל משני מאוזן יש יתרון נוסף לעניין סינון הפרעות בכלל והפרעות בתדרי רדיו בפרט.

לפעמים גם מוסיפים לשנאים מבדלים סינון ייעודי לתדרי רדיו, או באמצעות קבלים, או באמצעות שילוב של סלילים וקבלים. פירוט יובא בהמשך.


שנאים מבדלים לעומת פתרונות אחרים לטיפול בחשמל

שנאים מבדלים הם יעילים יותר מאשר מרבית הפתרונות האחרים, מבחינת סינון הפרעות הקיימות על רשת אספקת החשמל.

בנוסף, כאשר מדובר בשנאים המלופפים בארץ, הם זולים יותר מאשר הפתרונות היעילים האחרים.

מרבית המסננים הסבילים (פסיביים), בצד סינון ההפרעות שהם מבצעים  –  פוגמים באיכות הצליל של המערכת. אותם מסננים סבילים שאינם פוגמים בצליל המערכת הם יקרים יותר מאשר שנאים מבדלים המלופפים בארץ.

שנאים מבדלים יעילים יותר מאשר מרבית משחזרי המתח  (Power Regenerators or AC Regenerators), או מעצבי המתח (Power Conditioners)   – מבחינת סינון ההפרעות הקיימות על מתח הרשת. יש יצרני משחזרי מתח הממליצים לשים שנאי מבדל לפני משחזר המתח.

יש דבר אחד אותו עושים משחזרי מתח, אשר שנאים מבדלים לא עושים:
משחזרי מתח מייצבים את מתח הרשת. שנאים מבדלים לא עושים את זה.


סוגי שנאים

קיימים שלושה סוגים עיקריים של שנאים, על פי סוג הליבה (core) שלהם:

  • שנאים טורואידים (Toroidal transformers)
  • שנאי E-I
  • שנאי R או C

שנאים טורואידים

לשנאים טורואידים ליבה עגולה, העשויה מטבעת פלדת-צורן (silicon steel), או סגסוגת ברזל, או אבקת ברזל מודבקת.

שנאי טורואידי


שנאים טורואידים נפוצים מאד בשנים האחרונות בספקי מתח של מכשירים שונים. הסיבות לכך הן הממדים הפיזיים הקטנים יותר שלהם (גודל ומשקל), קרינה מגנטית כלפי חוץ קטנה יותר  –  ובעיקר הפסדי ההספק הנמוכים שלהם, יחסית לשנאים מסוגים אחרים. שנאים טורואידים אינם המתאימים ביותר לשנאים מבדלים, משום שהבידוד שלהם לתדרי רדיו בין הסליל הראשוני למשני הוא נמוך יותר מאשר סוגי השנאים האחרים. אמנם קיימים שנאים מבדלים מסחריים שהם טורואידים, אבל זה נעשה, כנראה, משיקולים מסחריים של עלות  –  לא בשל ההתאמה שלהם למטרה זאת.

שנאי E-I

תצורת השנאים הוותיקה ביותר היא שנאים בעלי ליבת E-I. הליבה של שנאים אלה עשויה משכבות של פחיות העשויות מפלדת-צורן, או סגסוגת מתכת אחרת, כאשר יש קבוצת פחיות בצורת האות האנגלית E וקבוצה אחרת של פחיות בצורת האות האנגלית I. כך נראית הליבה של שנאי כזה:

שנאי E-I


וכך נראה שנאי מורכב אופייני:

שנאי E-I


בשנאים אלה ניתן ללפף את שני הסלילים, הראשוני והמשני, האחד מעל השני, או האחד בצד השני.

שנאים E-I מתאימים יותר לשימוש כשנאים מבדלים מאשר שנאים טורואידים, משום שבהם ההפרדה בין הסליל הראשוני למשני בתדרי רדיו טובה יותר  –  ומתוך כך יש להם סינון מובנה טוב יותר לתדרי רדיו. אמנם שנאי E-I יהיה גדול יותר וכבד יותר מאשר שנאי טורואידי בעל הספק זהה, אבל לפעמים הגודל והמשקל לא מהווים מגבלה של ממש כאשר מדובר בשנאים מבדלים. המשקל מהווה מגבלה כאשר מדובר בשנאים מיובאים מחו"ל בדואר אוויר, או באמצעות שירותי שילוח  –  אז עלויות המשלוח נגזרות גם מהמשקל. מגבלה זאת לא קיימת כאשר מדובר בשנאים המוזמנים בארץ, בפרט כאשר הם נאספים מהיצרן באיסוף עצמי.

שנאי R או C

שנאים אלה פותחו על ידי מהנדסים יפניים והם נפוצים בעיקר בציוד למערכות שמע איכותיות. בשנאים אלה הליבה עשויה משכבות של סגסוגת מתכת מיוחדת, הבנויה משני חצאים שכל אחד מהם בצורת האות האנגלית C, כאשר לאחר ליפוף הסלילים שני חצאי הליבה מוצמדים זה אל זה, כך שהליבה הסופית היא בצורת מלבן מעוגל. כך נראית הליבה של שנאי כזה:

שנאי R


וכך נראה שנאי מורכב אופייני:

שנאי R


שנאים אלה משלבים את היתרונות של שני סוגי השנאים הקודמים. מחד, הם בעלי ממדים קטנים יותר, קרינה מגנטית כלפי חוץ נמוכה יותר ויעילות הספק גבוהה יותר מאשר שנאים בעלי ליבת E-I  –  בדומה לשנאים טורואידים. מאידך, יש להם סינון טוב מאד לתדרי רדיו בין הסליל הראשוני למשני. החיסרון העיקרי שלהם הוא מחירם הגבוה, יחסית לשנאים אחרים בהספק דומה.

בשורה תחתונה, בשקלול המחיר, נצילות העברת המתח ובידוד הרעשים בתדרי רדיו, ההמלצה שלי היא לשנאים מבדלים בעלי ליבת E-I.


דרישות הספק משנאים מבדלים

לכל שנאי יש הספק עבודה, הנמדד בדרך כלל בוולט-אמפר ,(VA) שהוא המקבילה של הספק ביחידות וואט, הנכונה לזרם חילופין.

עבור שנאי מבדל המספק מתח לקדם-מגבר, אם קיים  –  וכן למקורות (נגנים, ממירים, פונו-סטייג' וכו'), ההמלצה היא שהספק השנאי המבודד יהיה לפחות פי 2 מאשר צריכת ההספק הכוללת של כל המכשירים המחוברים אליו, אותם הוא מזין.

עבור שנאי מבדל המספק מתח למגברי הספק, או למגברים משולבים, ההמלצה היא שהספק השנאי המבודד יהיה לפחות פי 2.5 מאשר צריכת ההספק הכוללת של המגבר, או המגברים, אותם הוא מזין.

עבור שנאי מבדל המספק מתח לכלל המערכת, כולל מגבר הספק, או מגבר משולב  –  וכן מקורות, ההמלצה היא שהספק השנאי יהיה בהספק של לפחות סיכום, פי 2.5 מאשר צריכת ההספק הכוללת של מגברי(י) ההספק, או המגבר המשולב, ועוד פי 2 מאשר צריכת ההספק הכוללת של כל המכשירים האחרים (קדם-המגבר, אם קיים, והמקורות) המחוברים אליו. לדוגמא, אם מגבר ההספק צורך 700 וואט והקדם-מגבר יחד עם כל המקורות, ביחד צורכים 300 וואט, על הספק השנאי המבדל להיות לפחות 2,350 וולט-אמפר  –  ובאופן מעשי, 2,500 או 3,000 וולט אמפר (2.5KVA או  .( 3KVAהערך של 2,350 וולט-אמפר התקבל כך:. 700 x 2.5 = 1,750; 300 x 2 = 600; 1,750 + 600 = 2,350

דרישות ההספק נכונות באותה מידה לשנאים מבדלים מסחריים מוכנים ולשנאים שמזמינים בארץ מבית מלאכה לליפוף שנאים.


שימוש במספר שנאים מבדלים

שימוש בשנאי מבדל יחיד המזין את כל מערכת השמע הוא החסכוני ביותר מבחינת העלות הכספית.

עם זה, במידה והתקציב מאפשר, מומלץ להשתמש בכמה שנאים מבדלים.

ההמלצה הראשונה היא להשתמש לפחות בשני שנאים מבדלים: שנאי מבדל נפרד למגבר(י) ההספק, או המגבר המשולב  –  ובשנאי מבדל נפרד לכל היתר: קדם-מגבר (אם יש) והמקור, או המקורות למיניהם.

הסיבה לכך שבמרבית מגברי ההספק, או המגברים המשולבים, צריכת ההספק אינה קבועה, צריכת ההספק משתנה עם השינויים במוסיקה המוגברת. כאשר צריכת ההספק משתנה, זה גורם למתח במוצא השנאי המבדל להשתנות במידה מסוימת. דהיינו, במוצא השנאי המבדל הזה יהיו שינויים במתח הרשת, העוקבים אחר עוצמת הנגינה ואחר המוסיקה. רצוי, עדיף וכדאי לבודד שינויי מתח אלה מהמקורות, אשר להם, במרבית המקרים, צריכת הספק אחידה.

ההמלצה השנייה היא להשתמש בשלושה שנאים מבדלים: שנאי מבדל נפרד למגבר(י) ההספק, או המגבר המשולב; שנאי מבדל שני לקדם-מגבר (אם יש) וכן למקור האנלוגי, או למקורות האנלוגיים, אם יש כאלה; שנאי מבדל שלישי לכל המקורות הדיגיטאליים (לבד ממחשב, אם יש כזה במערכת  –  אשר אותו מומלץ להזין דרך קוו חשמל נפרד מזה של כלל המערכת, או דרך מסנן למתח הרשת, בנפרד מהשנאי המבדל, או דרך שנאי מבדל נפרד המיועד רק למחשב).
הסיבה לכך היא שמקורות דיגיטאליים הם עצמם יצרנים של רעשים בתדרי רדיו.
אמנם ספק המתח המובנה בכל מכשיר אלקטרוני, כולל מגברים למיניהם, מייצר רעשים בתדרי רדיו, אבל במקורות דיגיטאליים נוצרים רעשים מובנים בתדרי רדיו, מעל ומעבר לרעשים שמייצרים ספקי המתח. חלק מאותם רעשים המיוצרים במכשירים השונים חוזר אל מתח הרשת ומתלבש עליו. שנאים מבדלים נפרדים למקורות האנלוגיים ולמקורות הדיגיטאליים מוודאים אספקת מתח רשת נקי יותר מרעשים בתדרי רדיו למקורות האנלוגיים.

כמובן, במערכת בה יש מגבר משולב (ללא קדם-מגבר) ומקור(ות) דיגיטאלי(ים) בלבד, שני שנאים מבדלים יספיקו.

באופן תיאורטי, האידיאלי הוא שנאי מבדל נפרד לכל מכשיר. אבל זה מייקר מאד את העניין ואינני יודע מהי מידת התרומה של זה לאיכות הסופית של צליל המערכת.


שימוש במחשב במערכת השמע

מחשבים בעצמם יוצרים רעשים בתדרי רדיו, משום שברוב רובם של המקרים ספק המתח של המחשבים הוא ספק מתח ממותג. ספקי מתח ממותגים יוצרים רעשים בתדרי רדיו בעוצמות גבוהות, יחסית. לבד מזה, גם לוח האם של כל סוגי המחשבים (שולחניים וניידים) יוצר הפרעות בתדרי רדיו (בעיקר, תדר השעון של המעבד והזיכרון(.

לכן, מומלץ לחבר את המחשב לקו חשמל נפרד מקו החשמל המזין את מערכת השמע.
זה נכון בכל מקרה, בין אם משתמשים בשנאים מבדלים ובין אם לא.
פתרונות אפשריים אחרים, אם קוו חשמל נפרד למחשב הוא לא מעשי  –  להזין את אספקת המתח למחשב דרך מסנן רעשים למתח הרשת, או להוסיף עוד שנאי מבדל נפרד שיספק מתח רק למחשב.


גורמים המשפיעים על איכות הצליל של שנאים מבדלים

הגורמים העיקריים המשפיעים על איכותם של שנאים מבדלים, מבחינת פעולת סינון הרעשים הקיימים על מתח הרשת  –  ומתוך כך, מבחינת השפעתם החיובית על צליל המערכת, הם:

  • סוג הליבה (הליבה המומלצת היא ( E-I
  • קיום שכבת סיכוך בין הסליל הראשוני למשני
  • סליל משני מאוזן

גורמים נוספים המשפיעים על האיכות של שנאים מבדלים הם:

  • כניסת המתח (שקע כניסת המתח, או כבל כניסת המתח(
  • יציאת המתח (שקע, או שקעי, יציאת המתח(
  • סינון נוסף באמצעות רשת קבלים (אם קיים(

מבחינת פעולת סינון הרעשים בתדרי רדיו של השנאי המבדל, לא משנה איזו כניסת מתח יש לו ואיזה שקעי יציאת מתח יש לו. אבל, לכבל כניסת המתח, או לשקע כניסת המתח  –  וכן לשקע או לשקעי יציאת המתח של השנאי, יש השפעה על הצליל של המערכת, כשם שלכבלי מתח שונים ולמפצלי חשמל שונים יש השפעה על צליל המערכת.

כאשר מזמינים שנאים כאלה מבית מלאכה לליפוף שנאים בארץ, ניתן להסתפק בשנאי מבדל ללא כבל כניסת מתח מיוחד וללא שקעי יציאת מתח מיוחדים. השנאי ייעשה את עבודת סינון הרעשים בתדרי רדיו כהלכה. לאנשים בעלי תקציב מוגבל מאד, ניתן להסתפק בזה. עם זה, כל עוד התקציב מאפשר, נראה לי מומלץ וכדאי להשתמש בכבל כניסת מתח איכותי ושקעים איכותיים. השפעתם על איכות הצליל של המערכת מצדיקה, לדעתי, את ההשקעה הכספית.

אם התקציב לחוץ מאד, אפשר להזמין בהתחלה שנאי מבדל עם כבל חשמל רגיל ושקעים זולים כלשהם  –  ובהמשך, כאשר התקציב יאפשר, לשדרג אותו לכבל ולשקעים איכותיים.


הזמנת שנאים מבדלים בארץ מבית מלאכה מקומי

קיימים בארץ מספר בתי מלאכה לליפוף שנאים.

בית המלאכה ממנו הזמנתי את השנאים המבדלים עשה עבודה טובה ובמחירים סבירים. אמנם המחירים שלו מלכתחילה היו מעט יקרים יותר מאשר המחירים של בתי מלאכה אחרים, אבל עדיין הם היו סבירים.
העניין הוא שלאחר שפרסמתי מאמר דומה למאמר הנוכחי עם שמו ומספר הטלפון של בית מלאכה זה  –  ולאחר שהוא קיבל מספר הזמנות לשנאים מבדלים  –  הוא העלה את מחירי השנאים המבדלים בעשרות אחוזים. לכן איני ממליץ יותר על בית מלאכה זה.

זאת הרשימה של בתי המלאכה לליפוף שנאים הידועים לי, בסדר אלפביתי, אם כי אין לי ניסיון עם רובם:
אורם-אהרון קירשנר 03-6827967
אלטרף, 04-8729311
ברק כוח, 03-5596093
ג'נרל טרפו, 03-518431
גרשון קליין, 04-8764291
ד. מ. בנטב, 03-9345951
זולוטוב רכיבים, 03-9211590
זרם סטרלץ, 03-6881883
טכנו טרנס, 08-92465
טרנסנגבה, 03-5337778
טרפולוקס, 03-9232983
מחלב יהודה, 02-6511567
ס.ח. יצור שנאים, 04-9983869
רוזן את מילר, 03-682340
רון סיטון, 03-6330477
שאול כהן שנאים, 03-9246131
שנאי חולדה, 08-9445340
שנאים א. י. איתן ויעקב 052-9172038

רצוי לבקש הצעת מחיר מכמה בתי מלאכה ולהזמין את השנאי מאותו בית מלאכה שייתן את הצעת המחיר הנמוכה ביותר.

מחירים

השנאים מגיעים בתוך קופסת פח ברזל מלבנית.
מחיר השנאי כולל הרכבת שקע כניסת מתח, או כבל כניסת מתח  –  וכן שקע או שקעי יציאת מתח.
המחיר אינו כולל את שקעי כניסת ויציאת המתח עצמם, או את כבל כניסת המתח, כאשר מעוניינים בכבל שונה מחוט חשמל רגיל.
אתן כאן שני מחירים לדוגמא, של שני שנאים שהזמנתי מאחד מבתי המלאכה בתחילת שנת 2011.
שנאי של750VA  , המחיר: 576 ש"ח.
שנאי של 3KVA  , המחיר: 1,720 ש"ח.
המחירים כוללים מע"מ.
כאמור, המחירים כוללים גם הרכבת שקע או כבל  –  כניסת מתח וכן שקע, או שקעי, יציאת מתח. המחירים לא כוללים תוספת של סינון נוסף  –  וכן לא את השקעים עצמם, או את הכבל עצמו  –  כאשר מדובר בכבל מתח מיוחד, שאינו חוט חשמל רגיל.

אם מעוניינים שלשנאי יהיו שקעים מסוימים, או כבל כניסת מתח מסוים, או סינון נוסף מסוים  –  יש להביא לו את כל הפריטים האלה. כאשר מעוניינים בסינון נוסף, יש להביא לו גם את השרטוט החשמלי של הסינון, בנוסף לרכיבי הסינון (הקבלים והסלילים).

עם בקשת המחיר וההזמנה של השנאי, או השנאים, יש לפרט את הנתונים הבאים, בצד הספק השנאי, או השנאים:

  • על כל שנאי להיות מכניסה של 230 וולט ליציאה של 230 וולט.
  • על כל שנאי להיות בעל ליבת E-I  –  שהם המומלצים לצורך שנאים מבדלים.
  • בכל שנאי אמורים להיות שני סלילים נפרדים, סליל ראשוני (לכניסת המתח) וסליל משני (ליציאת המתח(.
  • בכל שנאי יש להתקין שכבת סיכוך אלקטרו-סטאטי בין הסליל הראשוני לסליל המשני. את שכבת הסיכוך יש לחבר להארקה.
  • בכל שנאי, על הסליל המשני (הסליל של יציאת המתח) להיות מאוזן כלפי ההארקה. דהיינו, בסליל המשני יש סנף אמצעי, כאשר הסנף האמצעי מחובר להארקה.

במידה ומעוניינים בסינון נוסף, או בהגנה בפני מתח-יתר, יש לציין את זה בעת ההזמנה. פירוט נוסף בקשר לדברים אלה יובא בהמשך.

מידות

מידות השנאי של 750VA  הן, בקירוב: אורך 29 ס"מ, רוחב (או עומק) 23 ס"מ, גובה 19 ס"מ. משקלו הוא 11 ק"ג.

מידות השנאי של 3KVA  הן, בקירוב: אורך 22 ס"מ, רוחב (או עומק) 18 ס"מ, גובה 28 ס"מ. משקלו הוא 33 ק"ג.

כניסת המתח

כניסת המתח לשנאי יכולה להעשות באחת משתי הצורות הבאות:
1
. שקע מתח IEC, כמו שקע כניסת המתח במחשבים שולחניים ובמגברים למיניהם;
2
. חוט חשמל, או כבל חשמל, הנכנס לתוך המארז (קופסה) של השנאי ומתחבר ישירות לסליל הראשוני של השנאי ולהארקה.

היתרון של שקע כניסת מתח הוא שניתן לחבר אליו כבלי חשמל שונים, באיכויות שונות.
עם זה, בכל מקום בו ניתן לבצע חיבור ישיר, ללא שקע ותקע  –  זה עדיף. תמיד ובכל מקום עדיף חיבור ישיר, על פני תקע ושקע.

ההמלצה שלי היא כבל חשמל המתחבר ישירות לשנאי, ללא שקע כניסת מתח.

כל ההמלצות שלי במאמר זה הן בבחינת קווים מנחים בלבד  –  זאת לא תורה מסיני. לאנשים שונים טעם שונה והעדפות שונות באשר לצליל המערכת. בנוסף, אחרים עשויים למצוא שדברים השונים מההמלצות שלי משפיעים יותר לטובה על איכות הצליל של מערכת השמע.

כבל החשמל בו השתמשתי בשנאים שלי ואשר עליו אני ממליץ הוא NeoTech NEP-3003 . ניתן להזמין את כבלי החשמל האלה מהיבואן שלהם בארץ, עופר שחורי (מאסטרו אודיו), טל.: 054-3160030. המחיר הוא 230 ש"ח למטר. בארץ מחירם מעט זול יותר מאשר מחירם בחו"ל, עוד לפני עלות המשלוח והמע"מ.

כאמור, קצה אחד של הכבל נכנס לקופסה של השנאי ומתחבר ישירות אל השנאי. את החיבור יכול לעשות בית המלאכה ממנו מזמינים את השנאי, ללא תוספת תשלום עבור החיבור.

לקצה השני של הכבל יש לחבר תקע חשמל. התקעים בהם השתמשתי בשנאים שלי הם מתוצרת אוידה (Oyada) , חלקם דגם P-037 (מצופי כסף) וחלקם מדגמים אחרים, בעלי ציפויים אחרים. היבואן בארץ הוא יגאל לסרי, טלפון 054-5912363. המחיר הוא 350 ש"ח לתקע מדגם P-037 . המחירים בארץ מעט זולים יותר מאשר בחו"ל  –  עוד לפני עלויות משלוח.

כמובן, קיימים כבלי חשמל אחרים ותקעים אחרים, זולים יותר. כל עוד התקציב מאפשר את זה, נראה לי שלא כדאי לנסות לחסוך כאן  –  לטובת איכות הצליל של המערכת.

מאידך, בהחלט אפשרי שאחרים יימצאו כבלים אחרים ותקעים אחרים כמתאימים יותר.

שקע, או שקעי יציאת המתח

ניתן להתקין על השנאי שקעי מתח ישראליים, אירופאים, או אמריקאים.
מבחינת איכות המגע החשמלי עצמו, שקעי מתח אירופאים הם (כנראה) הטובים ביותר. שקעים אמריקאים נמצאים במקום שני וישראליים במקום שלישי.
אני מעדיף שקעים אמריקאים, משום שבארץ, הזמינות הגדולה ביותר של כבלי מתח איכותיים ושל תקעים איכותיים היא של כבלים בעלי תקע אמריקאי, או של תקעים אמריקאים.

קיימים שקעים של יצרנים שונים ובמחירים שונים. בין החברות הידועות נמצאות סיין (Sine) , פורוטק (Furutech) , איזוקלין (IsoClean) , סינרג'יסטיק ריסרץ' (Synergistic Research) ועוד.

מניסיוני, על המערכת שלי ולטעמי, מצאתי שהשקעים של אוידה הם הטובים ביותר מכל אלה שניסיתי, מבחינת השפעתם על צליל המערכת. השקעים בהם השתמשתי הם מדגם SWO-DX (מצופי כסף) .המחיר הוא 400 ש"ח לדופלקס (דופלקס הוא שקע חשמל כפול, או זוג שקעי חשמל, במארז יחיד). היבואן הוא יגאל לסרי, טלפון 054-5912363. בהתאם למספר המכשירים שיחוברו לשנאי המבדל, ניתן להתקין בו דופלקס אחד, או יותר.

מאידך, בהחלט אפשרי שאחרים יימצאו שקעים אחרים כמתאימים יותר.

אז כמה זה עולה לנו?

אפרט את העלויות שלי לשני השנאים המבדלים שהזמנתי בארץ:

שנאי של 750VA, מחיר השנאי עצמו: 576 ש"ח.
כבל כניסת מתח באורך 1.5 מטר: 345 ש"ח.
תקע מתח: 400 ש"ח.
שני דופלקסים של שקעי יציאת מתח (מספיקים לחיבור 4 מכשירים): 800 ש"ח.
סך הכול: 2,121 ש"ח.
)יש
עוד תוספת עלות של קבלי סינון והגנה בפני מתח-יתר שהתקנתי בעצמי בשנאי, אבל מדובר בכמה עשרות שקלים בודדים(.
שנאי של 3KVA,  מחיר השנאי עצמו: 1,720 ש"ח.
כבל כניסת מתח באורך 1.5 מטר: 345 ש"ח.
תקע מתח: 400 ש"ח.
שלושה דופלקסים של שקעי יציאת מתח (מספיקים לחיבור 6 מכשירים): 1,200 ש"ח.
סך הכול: 3,665 ש"ח.
(יש עוד תוספת עלות של קבלי סינון והגנה בפני מתח-יתר שהתקנתי בעצמי בשנאי, אבל מדובר בכמה עשרות שקלים בודדים(.

סינון רעשים נוסף

כאשר מדובר בשנאים מבדלים מסחריים מוכנים, לצרכן אין שליטה על האופן בו נעשה הסינון בשנאי, לבד מכך שעדיף לרכוש שנאים מאוזנים. כאשר מזמינים שנאי מבדל בארץ מבית מלאכה לליפוף שנאים, למזמין יש שליטה מלאה על מידת הסינון שתתבצע.

סינון חלקי של הרעשים בתדרי רדיו מתבצע מתוך עצם העובד שלשנאי יש שני סלילים נפרדים, ראשוני ומשני. הסליל הראשוני מחובר למתח רשת החשמל והסליל המשני מחובר למוצא השנאי  –  וממנו למכשירים אותם הוא מזין.

סינון חלקי נוסף מתבצע על-ידי הוספת שכבת סיכוך בין הסליל הראשוני למשני, המחוברת להארקה. שכבת סיכוך היא חיונית לשנאים מבדלים.

סינון רעשים טוב יותר מתקבל כאשר הסליל המשני, המספק את המתח למוצא השנאי, הוא מאוזן. בסליל מאוזן יש סנף אמצעי, המחובר להארקה. כך נראה השרטוט החשמלי של שנאי מבדל מאוזן:

שנאי מבדל מאוזן


בשרטוט חשמלי זה J2 הוא כניסת מתח הרשת, T הוא השנאי עצמו ו-J1  הוא שקע יציאת המתח. הסנף המרכזי של הסליל המשני מחובר להארקה.

בשל מגבלות התוכנה בה אני משתמש ליצירת שרטוטים חשמליים, שכבת הסיכוך לא מופיעה בשרטוט  –  אבל היא קיימת בפועל בשנאי עצמו. דבר זה (העדר שכבת הסיכוך בשרטוט החשמלי) נכון גם לכל השרטוטים החשמליים שיבואו בהמשך.

ניתן להוסיף לשנאי המבדל סינון נוסף באמצעות קבלים, או שילוב של סלילים וקבלים. כמו כן ניתן להוסיף לשנאי הגנה בפני מתח-יתר. הסינון הנוסף שיפורט למטה מעלה מידת הסינון של הרעשים בתדרי רדיו של השנאי המבדל. כאשר הסינון הנוסף נעשה במוצא של הסליל המשני, בנוסף לסינון הרעשים הקיימים על מתח הרשת, הוא גם מסנן, במידה מסוימת, את הרעשים הנוצרים בספקי המתח של המכשירים, החוזרים אחורה אל אספקת מתח הרשת. כך, מידה קטנה יותר של הרעשים הנוצרים במכשיר אחד עוברים אל מכשירים אחרים.

סינון רעשים נוסף בסיסי

סינון רעשים נוסף בסיסי מתבצע על ידי הוספת 3 קבלים במוצא השנאי:

סינון רעשים נוסף בסיסי


שני קבלים בערך של 0.01uF (או 0.01 מיקרו-פרד) מחוברים בין הסנף האמצעי של הסליל המשני של השנאי, המחובר להארקה  –  לבין כל אחד מקצוות הסליל המשני, הקצוות המתחברות לשקע יציאת המתח.
קבל אחד בערך של 0.1uF מחובר בין שני הקצוות של הסליל המשני, דהיינו, במקביל לשקע יציאת המתח.
רצוי שהקבלים יהיו מסוג metallized polyester , אם כי זה לא חיוני, ניתן להשתמש בכל קבלים שהם, כל עוד הם עומדים במתח העבודה הנקוב ובתקן הנקוב.
על הקבלים האלה להיות בעלי ערך מתח עבודה נקוב של 250V AC (או 250 וולט ז"ח, או זרם חילופין) לפחות. בנוסף, על מנת למנוע סכנת התחשמלות במקרה של כשל באחד מהקבלים, על הקבל C1 להיות בתקן בטיחות של X2 לפחות (אפשר גם X1 אבל קבל כזה יקר יותר, אפשר בהחלט להסתפק בתקן X2). על הקבלים C2, C3 להיות בתקן בטיחות של Y2 לפחות (אפשר גם Y1 אבל קבל כזה יקר יותר, אפשר בהחלט להסתפק בתקן Y2).

קבלים כאלה ניתן לרכוש בחו"ל, או ברבות מהחנויות לחלפי אלקטרוניקה, אשר אחת הידועות בהן היא אבן אלקטרוניקה, שדרות הר ציון 22, תל אביב, טלפון: 03-6883707.  מחירם של קבלים כאלה אמור להיות כמה שקלים בודדים, או כמה עשרות שקלים בודדים.

הגנה בפני מתח-יתר

הגנה בפני מתח-יתר נועדה לשמור על ציוד השמע היקר, במקרים של עליית מתח משמעותית של מתח הרשת (נחשולי מתח), או ברקים.

הגנה בפני מתח-יתר מושגת באמצעות חיבור רכיב ייעודי, הנקרא AC Surge Suppressor , או Varistor או MOV . הדגם המומלץ הוא V275LA40A , או V275LA40B , או V275LA40C . ניתן לרכוש רכיבים אלה, או רכיבים מקבילים להם, בחנויות לחלפי אלקטרוניקה, באזור שדרות הר ציון בתל אביב. האלה זולים מאד, בסביבות כמה שקלים בודדים לכל רכיב.

שרטוט חשמלי של הוספת הגנה בפני מתח-יתר בלבד, ללא סינון, נראה כך:

הגנה בפני מתח-יתר


רכיב ה- MOV מחובר במקביל להדקי המתח של שקע יציאת המתח.

שרטוט חשמלי של שילוב סינון רעשים בסיסי עם הגנה בפני מתח-יתר נראה כך:

סינון רעשים בסיסי עם הגנה בפני מתח-יתר


זה מה שעשיתי בכל השנאים המבדלים שלי, גם בשנאים המוכנים מתוצרת טופז וגם בשנאים שהוזמנו בארץ  –  שילוב של סינון רעשים בסיסי באמצעות 3 קבלים עם הגנה בפני מתח-יתר.

להערכתי, יתכן שאין צורך בשום סינון נוסף ובשום הגנה נוספת, מעבר לזה.
שוב, זאת הערכה בלבד.

את הרכיבים של הסינון (הקבלים) ושל ההגנה בפני מתח-יתר (MOV) חיברתי בעצמי בשנאים שלי. אין לי מושג מה עשויה להיות עלות העבודה במקרה שהם יורכבו על ידי בית המלאכה בו מלפפים את השנאים, אבל נראה לי שזה לא אמור להיות סכומים גבוהים.

אזהרה:
טיפול במכשירים חשמליים כרוך בסכנת חיים כתוצאה מהתחשמלות. על כל טיפול במכשירים חשמליים להתבצע אך ורק על ידי חשמלאי מוסמך ומורשה, או אלקטרונאי מוסמך, בלבד. נא להתייחס לאזהרה זאת ברצינות. כותב מאמר זה והנהלת אתר אינטרנט זה מסירים מעצמם כל אחריות לתוצאות של טיפול כלשהו שייעשה במכשירים חשמליים כלשהם. כל טיפול כזה הוא באחריות המבצע בלבד.

סינון רעשים מורכב

כאמור, להערכתי, אין צורך בשום סינון נוסף, מעבר לסינון הרעשים הבסיסי שתואר למעלה.
עם זה, אם מישהו רוצה להקפיד על קוצו של יוד וללכת עד הסוף, גם אם אין וודאות שזה נחוץ, ניתן להוסיף סינון, כפי שנראה בשרטוט החשמלי הבא:

סינון רעשים מורכב


כאן, בנוסף לסינון בצד הסליל המשני של השנאי, אשר נשאר כפי שהיה עם הסינון הבסיסי, נוסף סינון לסליל הראשוני של השנאי.
כאן משתמשים בקבל אחד של 0.1uF , בשלושה קבלים של 0.01uF ובשני סלילים.
ערכי המתח הנקוב של הקבלים זהים לאלה של הסינון הבסיסי,  250V AC לפחות ובתקן בטיחות של לפחות X2 וכן Y2 בהתאמה.
הרכיבים הקריטיים ביותר בסינון זה הם הסלילים. שימוש בסלילים לא מתאימים יכול להנחית את איכות הצליל של מערכת השמע במידה ניכרת, עד כדי כך שאנשים יעדיפו לוותר לחלוטין על השנאי המבדל, או, לחילופין, לנתק, או לקצר, את הסלילים.
על שני הסלילים להיות בעלי ערך של בין 50uH (או 50 מיקרו-הנרי) ועד 100uH , מלופפים על ליבת אבקת ברזל ובהתנגדות הסליל לזרם ישר (DCR) של פחות מאשר  0.03Ohm (או 0.03 אוהם). חיוני שהסלילים יהיו מתאימים לזרם עבודה נקוב של 15A (או 15 אמפר) לפחות.
הבעיה היא שבמקרה זה קשה לסמוך על המפרט הנקוב של כל היצרנים. לכן חשוב להשתמש בסלילים שנוסו ונמצאו מתאימים למערכות שמע איכותיות, ללא פגיעה באיכות הצליל. דוגמאות ליצרנים ומספרי דגם של סלילים מתאימים:
Dale #8401 , J.W. Miller #5524 , Renco RL-2226-15-50
 . כל הסלילים האלה הם בעלי זרם עבודה נקוב של 15A  .
יש סליל נוסף שהוא מתאים, אם כי הוא בעל זרם נקוב של 10A  בלבד: J.W.Miller #5520 . עדיף לא להשתמש בסליל האחרון לשנאי מבדל אשר נועד למגברי הספק, או מגברים משולבים, או מכשירים אשר צריכת הזרם הכוללת שלהם עולה על 1,000 וואט.
ניתן להשיג סלילם כאלה בחו"ל. חיפוש בגוגל יראה היכן.


השוואת איכות הצליל של המערכת בין שנאים מסחריים מוכנים לבין שנאים שלופפו בארץ לפי הזמנה

ברשותי חמישה שנאים מבדלים: שניים הם מתוצרת Topaz , חברה אמריקאית ידועה שכנראה כבר אינה קיימת  –  ושלושה הוזמנו בארץ מבית מלאכה מקומי לליפוף שנאים. מתוך בדיקות השוואה שביצעתי בין שני סוגי השנאים האלה, מצאתי שלשנאים האמריקאיים של טופז אין שום יתרון מבחינת איכות הצליל על פני השנאים שהוזמנו ולופפו בארץ, על פי המפרט שניתן למעלה.

לא ניסיתי שנאים מבדלים מסחריים אחרים. יתכן שיש שנאים מבדלים מסחריים שיש להם יתרון מבחינת השפעתם על צליל המערכת, על פני שנאים מלופפים בארץ לפי הזמנה. אינני יודע, משום שלא ניסיתי. יש לי ספק אם קיימים שנאים כאלה, משום שלהערכתי, אותם שנאים שהוזמנו בארץ עושים היטב את כל מה ששנאים מבודדים אמורים לעשות.

יתר-על-כן, לא כל המוצרים המסחריים הם באותה רמת איכות, גם לא כל השנאים המבדלים המסחריים. את איכותם של שנאים, מבחינת השפעתם על צליל המערכת, ניתן לדעת רק אם וכאשר מנסים אותם על מערכת השמע שלנו. גם השוואת איכות בין שנאים שונים ניתן לבצע באותה דרך  –  אם וכאשר מנסים אותם על מערכת השמע שלנו.

קיימים שנאים מבדלים מסחריים בעלי ליבה טורואידית, אשר בהגדרה היא פחות יעילה לסינון הפרעות מרשת החשמל. לא כל השנאים המבדלים המסחריים הם בעלי סליל משני מאוזן, אשר בהגדרה סינון הרעשים שלהם יהיה פחות יעיל. מה גם שבשנאים מסחריים, לא ניתן לבחור את שקע כניסת המתח ואת שקע, או שקעי, יציאת המתח. לא תמיד השקעים בהם משתמשים שנאים מסחריים הם בעלי ההשפעה הטובה ביותר על צליל המערכת.

משום ששנאים המלופפים בארץ הם זולים יותר באופן משמעותי משנאים מסחריים קיימים  –  ומשום שמניסיוני הם יעילים ביותר מבחינת שיפור איכות הצליל של מערכת השמע  –  איני רואה כל סיבה לשלם יותר עבור שנאים מסחריים.

המחשה חזותית

בצילום הבא נראה שנאי מבדל מסחרי מתוצרת טופז, בהספק של 1KVAW  . המלחייה נמצאת לשם המחשת הגודל:

שנאי מבדל מסחרי


בצילום הבא נראה שנאי מבדל שהוזמן בארץ, בהספק של 750VA :

שנאי מבדל שהוזמן בארץ


בצילום הבא נראה את שני השנאים, זה לצד זה:

שני השנאים




לא הכול וורוד

טיפול בחשמל יכול להציף בעיות הקיימות במערכת, אשר לא הובחנו לפני הטיפול.

אביא כאן את השתלשלות הדברים שקרו לי לאחר התקנת השנאים המבדלים על המערכת שלי.

קישור לקטע מהיומן שלי: מסעותיי עם טיפולים בחשמל וכוונון צליל המערכת


מיקום השנאי המבדל, או השנאים המבדלים

יש אנשים אשר מסיבות אסטטיות ממקמים את השנאי המבדל, או השנאים המבדלים הרחק מהמערכת, ליד לוח החשמל הדירתי (ארון החשמל). זה יכול להיות עדיף מבחינה אסטטית, אבל זה פחות טוב מאשר מיקום השנאי, או השנאים, ליד מערכת השמע.

מבחינת יעילות פעולת השנאי המבדל, או השנאים המבדלים, רצוי למקם אותם ליד מערכת השמע. רצוי למקם את השנאי(ים) בין שקע החשמל בקיר ובין מערכת השמע.


בהצלחה ובהנאה מהמוסיקה.






לתוכן העניינים




 

שאלות, הערות והצעות יתקבלו בברכה: דואר אלקטרוני E-mail


כל הזכויות שמורות.
Copyright © - 2011-2012 ליהושע גומא,
תל מונד