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Audiophiler Class-D Verstärker

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Tillg
Stammgast
#351 erstellt: 12. Mrz 2005, 23:00
@Timo
Dann ist es aber kein SODFA mehr, und darum gehr es hier. Lies die am besten alles noch mal durch, es sind ja nur 18 Seiten.

Hier habe ich noch einmal die Kurven im SODFA für unterschiedliche Aussteuerung aufgezeichnet, nämlich 0, 1/3, 1/2 und 2/3 der Rechteckspannung der Schaltstufe. Im vorigen Beitrag habe ich noch von Betriebsspannung geschrieben, die muss natürlich wegen RDSon noch etwas höher liegen. Vergleiche dazu Beitrag #326
Bei dieser Gelegenheit kann ich gleich einen Fehler in #326 berichtigen, der mir eben erst aufgefallen ist, und den ihr dankenswerter Weise geflissentlich übersehen habt (bearbeiten ist jetzt nicht mehr möglich). In der 2. Kurvengrafik ist die erste Kurve falsch beschriftet. Die zweite Kurve hier stellt das Gleiche dar, mit richtiger Bemaßung:

Das Bild zeigt noch einmal, dass der SODFA nicht weit ausgesteuert werden darf, weil sonst die Schaltfrequenz zu stark sinkt und schließlich, bei Übersteuerung, abreißt.

Tillg
tiki
Inventar
#352 erstellt: 13. Mrz 2005, 00:01
Du hast natürlich recht, ich versuche manchmal unbewußt, den Willen anderer Leute zu verbiegen.
Auch klar: mit diesem Konzept geht es eben nicht, weil es ein Modulator erster Ordnung ist (es gibt ein dominantes zeitbestimmendes Glied mit einem 20dB/Dek. FG). Könnte man die Ordnung irgendwie erhöhen, wäre die Abhängigkeit der Frequenz vom Modulationsgrad deutlich günstiger.

Soweit ich das Ganze begriffen habe (ohne nochmal alle 8 Seiten durchzuackern), gilt Deine Grafik für alle Hysterese-Modulatoren dieses Typs, von Soerensen über SODA bis SODFA, auch für meine Heizungskiste. Wenn die HF-Amplitude der Ausgangsspannung konstant über die Modulation bleibt, _muß_ sich die Frequenz ändern. Oder andersrum, will man die Schaltfrequenz konstant halten, ändert sich zwangsläufig der Ripple auf der Ausgangsspannung, mit seinem Maximum bei M=0.

@Ampericher
PSRR = Power Supply Rejection Ratio = Betriebsspannungsunterdrückung = Verhältnis der Ausgangsspannungsänderung zur Änderung der Betriebsspannung

Gruß, Timo
Ampericher
Stammgast
#353 erstellt: 14. Mrz 2005, 11:19
@ Tiki

Danke, ich weiß was das ist, kannte jedoch die Abkürzung nicht.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#354 erstellt: 14. Mrz 2005, 15:34
Tillg schrieb:
Und das geht am besten durch einen ausreichenden Betriebsspannungsabstand und Begrenzung der Eingangsspannung. Bei Aussteuerung bis zu 50% der Betriebsspannung verlängert sich die Periodendauer der Schaltfrequenz nur um 1/3. Aus 400kHz werden dadurch 300kHz. Höher würde ich mit der Aussteuerung nicht gehen (bzw. niedriger mit der Betriebsspannung).


Man darf auch nicht in die Serienresonanz des Filters kommen. Dabei fließen hohe Ströme und die HF-Spannung auf den Lautsprecherleitungen wird sehr hoch.

Eine aus diesen Gründen zu begrenzende Aussteuerung bis 50% bedeutet, daß man bei +/- 40 Volt Netzteilspannung 25 Watt an 8 Ohm erzielt.


[Beitrag von Rumgucker am 14. Mrz 2005, 15:36 bearbeitet]
tiki
Inventar
#355 erstellt: 14. Mrz 2005, 18:33

Man darf auch nicht in die Serienresonanz des Filters kommen. Dabei fließen hohe Ströme und die HF-Spannung auf den Lautsprecherleitungen wird sehr hoch.

U.a. dagegen (primär allerdings gegen NF-Einschwingspitzen) habe ich einen R=10Ohm in das Filter gegen Masse eingefügt. Die Schaltfrequenz sollte natürlich trotzdem gebührenden Abstand zur Filterfrequenz wahren. Der Heizungsregler braucht allerdings M=0 und M=1, damit kann ich in diesem Fall die Bedingung nicht einhalten. Ist bei der 1-Quadranten-Stufe auch nicht so gefährlich, weil kein aktives pull-down existiert.
Gruß, Timo
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#356 erstellt: 14. Mrz 2005, 22:01
Ampericher schrieb:
Meinungen kann man aufgrund anderslautender Erkenntnisse ändern.


Bitte entschuldige wenn ich was überlesen hab, Ampericher. Aber was sind das für neue Erkenntnisse? Zuvor hast Du doch das SODFA-Konzept sehr gelobt.
Ampericher
Stammgast
#357 erstellt: 14. Mrz 2005, 23:22
@Rumgucker

Das SODFA_Kozept ist nach meiner Erkenntnis zweifelsohne das beste Konzept,das
ich bis jetzt kenne, was aber nicht heißt, daß ein anderes, noch nicht erprobtes
Konzept ähnliche oder ebenso gute Ergebnisse liefert.

Seit kurzem verfolge ich eine Idee, die zunächst sehr erfolgversprechend zu sein scheint.
Nachdem ich diese Schaltung ausgiebig erprobt habe, werde ich näher darauf eingehen.
Vieleicht wirds ja auch ein Flop,weil ich etwas übersehen habe?
Ampericher
Stammgast
#358 erstellt: 14. Mrz 2005, 23:26
@ Beobachter

Welches Kernmaterial verwendest Du für Deine Schaltung?
Tillg
Stammgast
#359 erstellt: 14. Mrz 2005, 23:52
@Ampericher
Hi,
zu Kernmaterial hat Beobachter in #157 geschrieben. Siehe auch #302 und #319

In #245 hast du geschrieben:

Einen Schaltplan stelle ich erst später ein.

In #255:

@Timo
Bau erst mal meine Schaltung auf, dann reden wir weiter.

Hab ich irgend was verpasst?

Tillg
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#360 erstellt: 15. Mrz 2005, 00:12
@Ampericher: Das hört sich sehr interessant an! Im Gegensatz zu Dir bin ich aber vom SODFA-Prinzip noch nicht überzeugt. Mir gefallen die Details mit dem Integrator, dem Ausgangsfilter und der unkontrollierten Trägerfrequenz nicht.

So summieren sich die NF, die HF und die Netzteilspannung und bilden zusammen den Eingangsstrom des Integrators, wie Tillg uns gezeigt hat. Es erscheint fast unvermeidlich, daß dabei unerwünschte Modulationen auftreten. Um dies zu vermeiden, sollte man den Integrator mit konstanten Strömen betreiben.

Der Ausgangsfilter verändert die Impedanz des Verstärkers. Er bildet einen lastabhängigen Serienresonanzkreis, der die Endstufe kurzschließen kann. Hypex Gegenkopplung berücksichtigt das.

Das SODFA-Prinzip behindert hohe Aussteuerungen. Tillg empfiehlt maximal 50%, damit die Trägerfrequenz nicht zu tief absinkt. Um noch auf sinnvolle Ausgangsleistungen zu kommen, empfiehlt er eine Verdopplung der Betriebsspannung. Um hierdurch nicht automatisch den Blindstrom im Filter zu verdoppeln, müßte dessen Induktivität verdoppelt werden, was sich jedoch wegen der Beschneidung der hohen Frequenzen verbietet.


Jeder dieser drei Punkte für sich verhindert einen brauchbaren "Class D"-Verstärker! Alle drei Schwachstellen stecken prinzipbedingt im SODFA-Modulator und müßten durch Messungen auch bestätigt werden können.


[Beitrag von Rumgucker am 15. Mrz 2005, 00:43 bearbeitet]
Tillg
Stammgast
#361 erstellt: 15. Mrz 2005, 01:01
Hallo Rumgucker,

ich wiederum halte das Prinzip immer noch für überzeugend, falls hier ein anderer Eindruck entstanden sein sollte.

Rumgucker schrieb:
So summieren sich die NF, die HF und die Netzteilspannung und bilden zusammen den Eingangsstrom des Integrators, wie Tillg uns gezeigt hat. Es erscheint fast unvermeidlich, daß dabei unerwünschte Modulationen auftreten. Um dies zu vermeiden, sollte man den Integrator mit konstanten Strömen betreiben.

Richtig ist, dass sich die Pulsweiten ständig ändern, ist halt ein PWM. Richtig ist auch, dass sich bei Aussteuerung die Frequenz ändert. Ist aber auch egal, wenn sie nur immer hoch genug bleibt (Vergleich: 44,1kHz bei CD), und genügend Abstand zur LC-Resonanzfrequenz behält, und die wiederum zur NF. Und das Problem ist nicht SODFA-spezifisch, sondern immer bei class-D vorhanden.
Die Modulationen der HF durch NF und Netzspannung sind aber genau gewünscht und treten absolut kontrolliert auf. Jede Abweichung, die in einer HF-Halbwelle auftritt, selbst eine ggf. ungewollte, wird durch das Integratorprinzip unmittelbar in der nächsten Halbwelle wider ausgeglichen.

Rumgucker schrieb:
Der Ausgangsfilter verändert die Impedanz des Verstärkers

Am obersten Frequenzende des Nutzsignals. (hatten wir schon).

Rumgucker schrieb:
Er bildet einen lasthängigen Serienresonanzkreis, der die Endstufe kurzschließen kann

Der PWM sollte natürlich nie mit der Resonanzfrequenz des LC-Filters schwingen. Und bei genügend Frequenzabstand gibt’s auch keinen hohen Blindstrom.

Meine Sorge währe eher, dass es zwischen den Frequenzen des Schaltnetzteils und der 1 oder 2 SODFA’s zu Interferenzen kommen könnte.

Gruß Tillg
Ampericher
Stammgast
#362 erstellt: 15. Mrz 2005, 01:44
@ Tilg

Wenn ich richtig verstanden habe, läßt Beobachter inzwischen ein anderes Kernmaterial bearbeiten, deshalb meine Nachfrage.

Die Schaltung von der ich sprach habe ich aufgebaut.
Jedoch mit einfachen Bauteilen (bereits von mir beschrieben).
Sie entspricht dem SODFA-Prinzip,
und verhält sich genauso, wie vom Beobachter beschrieben.
Ich habe sie allerdings bisher nur im Bassbereich, bis 200Hz betrieben.
Von dem Aufbau habe ich bis jetzt nur Fotos, aber kein Schaltbild eingestellt, da ich die Ergebnisse des Beobachter abwarten will.
Wenn meine neue Idee besser greift, weil sie vieleicht auch einfacher zu beherrschen ist, verliere ich möglicherweise das Interesse an meiner bisherigen Schaltung.

Nicht vergessen, all diese Testschaltungen kosten ja auch eine Menge Geld, und das Taschengeld ist schnell aufgebraucht.

Wie gesagt, gehe ich inzwischen einer neuen Idee nach, bei der eine spezielle Integratorschaltung mit einer konstanten Rechteckspannung gespeist wird.

Die Schaltfrequenz ist quarzgesteuert und kann sich somit nicht verändern. Es ändert sich lediglich die Pulsweite des Rechtecks bei Modulation, und das sehr präzise.
Es soll schließlich ein PWM werden.
Wie gesagt, die Schaltung ist aus verschiedenen Gründen noch nicht vollendet.

Die Fertigstellung der Schaltung wird zeigen, ob meine Idee zu verwirklichen ist.
Ampericher
Stammgast
#363 erstellt: 15. Mrz 2005, 10:12
Hier ein Bild meines PWM bei Vollaussteuerung.
Das Oszillogramm ist hinter dem Komparator abgenommen.
Taktfrequenz:400kHz.(quarzstabil)
Modulationsfrequenz:10kHz (Sinus).
Die Verzerrungen, besonders auf der linken Bildseite, verursacht das Kameraobjektiv.
Die Flankensteilheit ist nicht besonders hoch, da ich z.Z. als Komparator ein LM319 verwende.
Die PWM-Amplitude ist linear, von <5Hz bis >40kHz.



Zur Vergrößerung auf das Bild klicken.


[Beitrag von Ampericher am 15. Mrz 2005, 11:45 bearbeitet]
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#364 erstellt: 15. Mrz 2005, 11:46
Ampericher schrieb:
Es soll schließlich ein PWM werden.


Warum eigentlich PWM? Hat jemand das (neue und patentierte) Sigma-Delta-Prinzip gelesen? Ich noch nicht. Ich kenne das Prinzip nur aus der AD-Wandlung, dort werden damit zum Beispiel Präzisionsintegratoren vermieden.

Kann es sein, daß Verstärker nach diesem Prinzip einfach zu festen Zeitpunkten die Eingangsspannung mit der post-filter-Spannung vergleichen und je nach Vergleichsergebnis entweder keinen (tri-state) oder den high- bzw. den low-Transistor für eine feste Zeitdauer einschalten?

Danach wiederholt sich das ganze Spiel. Die Ausgangsspannung pendelt also im MHz-Bereich um die Eingangsspannung.

Ein derartiger Verstärker umgeht die drei Nachteile. Die Frequenzen sind absolut konstant, es entstehen keine Seitenbänder. Die FETs schalten zwar hochfrequent aber mit konstanten Zeiten. Das Filter ist gegengekoppelt und kann wegen der hohen Trägerfrequenz sehr niederohmig ausgelegt werden. Man kann bis zur Netzteilspannung aussteuern. Und letztlich braucht man keine Integratoren oder sonstige Analogtechnik. Im Gegensatz zur PWM wäre ein derartiger Verstärker wirklich "volldigital".


[Beitrag von Rumgucker am 15. Mrz 2005, 11:49 bearbeitet]
Ampericher
Stammgast
#365 erstellt: 15. Mrz 2005, 11:49
@ Rumgucker

Wo findet man die Schrift?
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#366 erstellt: 15. Mrz 2005, 11:55
Ich werd mal wühlen, Ampericher! Vielleicht find ich ne Patentnummer im diyforum...

Daß das Sigmadelta-Prinzip patentiert ist, steht in der Spez des AD-Chips.
Ampericher
Stammgast
#367 erstellt: 15. Mrz 2005, 12:01
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#368 erstellt: 15. Mrz 2005, 12:33
In dem Class-D-Bereich scheint es mehr Patente zu geben als User im hifi-forum.de.

http://www.patentstorm.us/class/330/207A-Class_D.html

Vielleicht kann uns Timo das Sigmadelta-Prinzip beschrieben? Er scheint in dem Bereich im diyaudio zu posten.


[Beitrag von Rumgucker am 15. Mrz 2005, 12:36 bearbeitet]
Ampericher
Stammgast
#369 erstellt: 15. Mrz 2005, 13:14
Das Sigma-Delta Prinzip scheint sehr schaltungsaufwändig zu sein.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#370 erstellt: 15. Mrz 2005, 13:33
@Ampericher: wenns so funktioniert, wie ich mir das zuvor ausgedacht hab, besteht die Logik aus zwei Komparatoren, die mit zeitversetzten Clock-Impulsen nacheinander enabled werden. Die Komparatorausgänge treiben die jeweiligen FETs.

Tillg schrieb:
Die Modulationen der HF durch NF und Netzspannung sind aber genau gewünscht und treten absolut kontrolliert auf.


Ich meinte die Modulation durch den nichtlinearen Integratoreingang, hervorgerufen durch unterschiedliche Integratorströme!
Ampericher
Stammgast
#371 erstellt: 15. Mrz 2005, 13:40
@ Rumgucker

Von welcher Schaltung sprichst Du jetzt?
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#372 erstellt: 15. Mrz 2005, 13:49
@Ampericher: von meiner laienhaften Vorstellung eines Sigma-Delta-Verstärkers.

Es genügen zwei Komparatoren, dessen Eingänge jeweils mit dem post-filter und NF-Eingang verbunden sind. Die Komparatorenausgänge treiben die beiden FETs, jeder für sich. Der low-Komparator/FET wird aktiviert, wenn die NF niedriger ist als die Ausgangsspannung. Der high-Komparator/FET wird aktiviert, wenn die NF höher als die Ausgangsspannung ist. Die Komparatoren werden nacheinander von zwei nichtüberlappenden Clock-Phasen enabled. Das vermeidet gleichzeitges Einschalten der FETs und definiert automatisch Trägerfrequenz, Totzeit und Einschaltdauer.

Man käme auch mit einem Komparator aus, aber dann müsste man auf den tri-state-Zustand verzichten.
Ampericher
Stammgast
#373 erstellt: 15. Mrz 2005, 13:52
@Rumgucker

Kannst Du von der Schaltung mal ne Skizze zeigen?
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#374 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:02
@Ampericher

Denk dir zwei Leistungskomparatoren K_high und K_low. Der Ausgang von K_high treibt den High-FET. Der Ausgang von K_low treibt den Low-FET.

Der nicht-invertierende Eingang von K_high liegt auf Masse, ebenso der invertierende Eingang von K_low.

Der invertierende Eingang von K_high ist mit dem nicht-invertierenden Eingang von K_low verbunden. An dieser Verbindung sind zwei Widerstande angeschlossen. Einer geht auf den NF-Eingang, der andere auf den post-filter-Ausgang.

Das Verhältnis der beiden Widerstände bestimmt die Verstärkung. Der Verstärker invertiert das Eingangssignal.


Und bitte nicht vergessen: beide Komparatoren müssen nacheinander mit einem nichtüberlappenden Clock-Signal enabled werden!


[Beitrag von Rumgucker am 15. Mrz 2005, 14:35 bearbeitet]
Ampericher
Stammgast
#375 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:02
@ Rumgucker

Nochmal zu Thema Seitenbänder.
Wie man im Oszillogramm in #363 sehen kann, gibts damit kein Problem, solange man den Integrator nicht übersteuert.
Eine wirkungvolle Eingangssignalbegrenzung ist in jedem Falle angebracht, z.B. mit zwei antiparallelgeschalteten
Dioden. Das bewirkt auch ein Softclipping, wenn die Dioden nicht zu schnell sind.
Ampericher
Stammgast
#376 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:11
@ Rumgucker

Das NF-Signal und das Post Filter Ausgangssignal sind
zwei völlig verschiedene Signalformen.
Wenn das PFS fehlerbehaftet ist führt das zu einem ebenso fehlerbehafteten Ausgangssignals. Auch der Phasengang des PFS dürfte mit eingehen, meine ich.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#377 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:20
@Ampericher: dein Oszillogramm zu den Seitenbändern hab ich nicht ganz verstanden.

Die PWM produziert ausgehend von der Trägerfrequenz durch Impulsverlängerung bzw. -Verkürzung automatisch aussteuerungsabhängige HF-Seitenbänder. Bei einer Verdopplung der Impulsbreite entsteht so aus 400 kHz ein 200 kHz Seitenband und bei einer Halbierung der Impulsbreite ein 800 kHz Seitenband. Genau dieses sollte eine Spektrumanalyse zeigen.

Beim SODFA könnte man eine Aussteuerungs-Eingrenzung auf die von Tillg empfohlenen 50% durch entsprechende Integrator-Widerstandsverhältnisse hinbekommen.

Beim "Soft-Clipping" mit Dioden finde ich die Kennlinie der Diode wichtig. Sie sollte schön langsam von Sperrung in Durchlaß übergehen.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#378 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:23
Ampericher schrieb:
Das NF-Signal und das Post Filter Ausgangssignal sind
zwei völlig verschiedene Signalformen.


Wenns ein guter Verstärker wäre, würden sich diese beide Signalformen aber in höchstem Maße entsprechen.
Ampericher
Stammgast
#379 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:44
@Rumgucker

Deine Ausführung denke ich, ist richtig.
Das Oszillogramm stellt eine
Rechteckvollwelle der Schaltfrequenz dar, deren Mittelflanke durch NF-Modulation mehr oder weniger, je nach Mod.Amplitude nach links oder rechts, aus der Mitte heraus, ausgelenkt wird,(das helle Band zwischen der Anfangs-u. Endflanke,in dem Falle bis kurz vor die Grenze der nächsten Vollwelle).Bei Übersteuerung reicht das Band in die Nachbarvollwellen hinein.In dem Falle wird die NF-Amplitude größer als die Amplitude der Dreieckspannung.Das muß verhindert werden, andernfalls kann es verherende Folgen für die Schalttransistoren haben.
Schaltet man die Modulation ab, sieht man bei unveränderter Skalenteilung eine Rechteckvollwelle des 400 kHz Schaltsignals.
Ich kann mit meinem Oszillograph leider nur derartige
Darstellungen zeigen.
Ampericher
Stammgast
#380 erstellt: 15. Mrz 2005, 14:47
@Rumgucker

Was ist mit der nacheilenden Phase des Post Filters?
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#381 erstellt: 15. Mrz 2005, 15:02
@Ampericher: keine Ahnung! Wenn die Laufzeiten im Verstärkers zu groß sind, fängt er durch die Gegenkopplung an zu schwingen. Das ist ja auch bei Analog-PAs so.

In jedem Fall halte ich es aber für besser, gegen Phasenverschiebungen im Filter per Gegenkopplung anzugehen, als das Netzwerk einfach unkontrolliert den Hochtonbereich verdrehen zu lassen.

Möglicherweise sollte man den Widerstand zwischen post-filter und Komparatoren mit einem Diffenzierglied brücken?
Ampericher
Stammgast
#382 erstellt: 15. Mrz 2005, 15:05
Warten wir doch auf Ausführungen von Leuten, die mehr wissen.
Ich muß mich jetzt für einige Stunden verabschieden.
So long.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#383 erstellt: 15. Mrz 2005, 15:07
Mich bringt Ampericher gerade auf eine Idee!

Was haltet Ihr davon, wenn wir den Ausgang des sigma-delta-Verstärkers mit einem SPERRKREIS blocken (C und L parallel)?

Weil wir ja beim Sigmadelta eine konstante Trägerfrequenz haben, könnte man das hinbekommen. Damit wären automatisch auch die belastenden HF-Blindströme in den FETs beseitigt.


[Beitrag von Rumgucker am 15. Mrz 2005, 15:10 bearbeitet]
tiki
Inventar
#384 erstellt: 15. Mrz 2005, 20:08
Hello again...

nein, diese Art von Möchtegern-Musike kommt mir nicht durch den classD!

@Ampericher, das Modulations-Oszillogramm sieht wirklich hübsch aus!


Vielleicht kann uns Timo das Sigmadelta-Prinzip beschrieben? Er scheint in dem Bereich im diyaudio zu posten.

Ist das ein Qualitätsmerkmal? Dann Danke für das Kompliment! Aber nein, ich hab mir das Sigmadelta-Prinzip nicht so genau angeschaut, steht aber im Wesentlichen auf Hubert Reiths Seite. Ich sah an mehreren Stellen Kritik an der heute(!) erzielbaren Audio-Signalqualität mit SD-Modulatoren, deshalb befaßte ich mich damit nicht weiter, man spart halt, wo man kann. Der primäre Nachteil liegt wohl an der für fullrange-Anwendungen unzureichenden Auflösung durch die endliche Taktfrequenz. Die dahinterstehende Signaltheorie war mir schon im Studium zu hoch, Asche auf mein Haupt!


Wenn das PFS fehlerbehaftet ist führt das zu einem ebenso fehlerbehafteten Ausgangssignals. Auch der Phasengang des PFS dürfte mit eingehen, meine ich.

Ganz recht, dagegen gibt es ja auch das lead-lag-Glied in der Rückführung.


Beim "Soft-Clipping" mit Dioden finde ich die Kennlinie der Diode wichtig. Sie sollte schön langsam von Sperrung in Durchlaß übergehen.

Hab ich es vergessen, hier zu posten? Zucker hat in einem anderen aktuellen thread eine offenbar saugut funktionierende Variante mit LED/FDR-Kopplern beschrieben.


Was haltet Ihr davon, wenn wir den Ausgang des sigma-delta-Verstärkers mit einem SPERRKREIS blocken (C und L parallel)?
Weil wir ja beim Sigmadelta eine konstante Trägerfrequenz haben, könnte man das hinbekommen. Damit wären automatisch auch die belastenden HF-Blindströme in den FETs beseitigt.

Die Querströme allerdings nicht...
Und - sperrt ein Sperrkreis nicht nur die Grundwelle? Das würde bedeuten, der gesamte restliche HF-Anteil rauscht weiterhin durch! Siehe:
www.ibtk.de/project/class_d/pspice/LTSpice/serial_notch.gif

Gruß, Timo
Ampericher
Stammgast
#385 erstellt: 15. Mrz 2005, 21:18
@Tiki

""@Ampericher, das Modulations-Oszillogramm sieht wirklich hübsch aus!""

Ist das ironisch gemeint?
tiki
Inventar
#386 erstellt: 15. Mrz 2005, 21:27
Nö, wörtlich. Aber man muß es "in groß" betrachten.


[Beitrag von tiki am 15. Mrz 2005, 21:28 bearbeitet]
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#387 erstellt: 15. Mrz 2005, 21:41
Ich finde Timos Sperrkreissimulation auch "hübsch" ! Aber ganz trifft das noch nicht die Realität.

Beim zuvor beschriebenen Delta-Sigma-Modulator gibt es Totzeiten, also einen Ausgangszustand, in dem beide FETs off sind. Dadurch nähert sich die HF mehr einer zur guten Sperrung benötigten Sinuskurve. Gleichzeitig begrenzen Totzeiten natürlich die Leistungsabgabe.


Timo schrieb:
Die Querströme allerdings nicht...


Den Satz versteh ich nicht.


Timo schrieb:
...unzureichenden Auflösung durch die endliche Taktfrequenz


Um auf 14 Bit bei dem zuvor beschriebenen Modulator 1.Ordnung zu kommen, wäre ein 1000-faches Oversampling (20 MHz) notwendig. Aber wer verlangt schon 0,006% Klirrfaktor bei 20 kHz? Wenn man sich mit 0,1% bei 20 kHz zufrieden gibt, genügt schon ein 2,5 MHz Träger.
tiki
Inventar
#388 erstellt: 16. Mrz 2005, 17:18
Zur (quantitativen) Auflösungsdiskussion kann ich leider wegen fehlender Grundlagenkenntnisse nicht viel beitragen. Ich kann mich allerdings erinnern, daß im DIY-Forum durchaus THDs unter 0,01% gefordert waren.
Weiterhin gibt es ja nicht nur THD, sondern auch IMD, TIM, usw. die sich auch alle mit der Auflösung ändern.
Vielleicht sollten wir mal Beobachter fragen, was er unter den "audiophilen Eigenschaften" versteht, die sein Konzept von anderen unterscheidet! Also nicht die internen Soll-Eigenschaften, sondern das, was aus der Blackbox herauskommen wird - technische Daten nennt man sowas wohl.
Insbesondere zum Quantisierungseinfluß bei verschiedenen Konzepten verweise ich gern nochmal auf Huberts Seite:
http://hifiakademie....0MS4zMC4xNTYuMTQ4fCA
Hier ist inzwischen auch ein wenigstens halbwegs fundierter Kommentar zum SODFA zu finden. Aber wer ihm sowieso nicht glaubt, braucht diesen Umweg natürlich nicht zu nehmen.

Beim zuvor beschriebenen Delta-Sigma-Modulator gibt es Totzeiten, also einen Ausgangszustand, in dem beide FETs off sind.

Ist dem tatsächlich so? Wenn ja, ob das gut ist? Off-Zeiten (abgesehen von den dead times) der Fets sind bei allen PP-Stufen, außer BCA/class-i (Crown) mit verstärkten/verlängerten Rückströmen durch die parasitären Bodydioden verbunden.

Ich verstehe nicht, wie sich ein binäres Signal (+/-UB) einem Sinus annähern kann. Es geht hier direkt um das HF-Signal, nicht die modulierte NF! Ich fühle mich in diesem Punkt also noch nicht widerlegt.

Eigentlich habe ich "die parasitären HF-Blindströme durch die FETs" auch nicht kapiert. Mit den Querströmen ist jedenfalls der shoot-through bei (zu) kleiner deadtime gemeint, der tritt ja bei allen PP(push-pull)-Stufen auf, schon vor dem Filter. Dagegen hilft also kein Sperrkreis, sondern z.B. das BCA-Prinzip und ähnliche.

Gruß, Timo
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#389 erstellt: 16. Mrz 2005, 17:40
Also dein Link ist wirklich "klasse"! Der versaut einem so richtig die Lust auf Class D

Ich hab mich bei dem hier im Thread beschriebenen Delta-Sigma-Modulator an die ADI-Chip-Beschreibung angelehnt. Die verwenden off-Zeiten und zusätzliche Schottky-Dioden, weil die parasitären Dioden zu langsam sind. Das so gestaltete Ausgangssignal kennt drei Stufen (high, off, low, off, high...), ist also nicht mehr binär.

Mit den "HF-Blindströmen" ("parasitär" hatte ich nicht gesagt) meinte ich die Belastung der FETs durch die Trägerfrequenz. Ideal wäre es, wenn bei der Trägerfrequenz kein Strom durch den Filter fließt!

Die SODFA-Konstruktion verwendet einen Tiefpaß, der die FETs mehr oder weniger belastet. Durch die variable PWM-Frequenz geht es ja auch nicht besser. Erst ein frequenzkonstanter Impulsdichtemodulator ermöglicht einen echten Sperrkreis.

Aber wie auch immer: Dein Link nimmt einem jede Illusion. Es stellt sich wirklich die Frage an Beobachter, was er für Daten erreichen will.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#390 erstellt: 16. Mrz 2005, 20:38
Beobachter hat schon lange nichts mehr geschrieben.

Eigentlich hat er einen klaren Standpunkt gebracht: SODFA ist audiophiler als jeder Analogverstärker und Ende März hat er seinen SODFA fertig.

Ampericher hat sich über den Klang sehr positiv geäußert. Allerdings hat er nur bis 200 Hz getestet und verbessert zur Zeit den Modulator, verläßt also das SODFA-Prinzip.

Schaltpläne hab ich bisher weder von Beobachter noch von Ampericher entdeckt.

Tillg hat uns den SODFA erklärt und gezeigt, daß man den SODFA nicht weit aussteuern darf. Aber er betont, daß er das Prinzip klasse findet.

Timo hat uns gezeigt, daß der SODFA vermutlich auch nur ein PWM-Modulator unter vielen ist.

Mir gefiel die geringe Aussteuerung, die Integrator- und die Filter-Problematik nicht.

Wie solls nun weitergehen? Abwarten, bis Beobachter sich wieder meldet?

Hier der direkte Link auf den SODFA: http://hifiakademie....IxNy4yNTEuMTY4LjJ8IA


[Beitrag von Rumgucker am 16. Mrz 2005, 21:26 bearbeitet]
Tillg
Stammgast
#391 erstellt: 17. Mrz 2005, 11:56
Hallo Leute,

@Rumgucker: Mal gut zusammengefasst.

Rumgucker schrieb:
Tillg hat uns den SODFA erklärt und gezeigt, daß man den SODFA nicht weit aussteuern darf. Aber er betont, daß er das Prinzip klasse findet.

Wenn es denn hält, was Beobachter uns verspricht. Ich habe dazu geschrieben: "Ich glaub die das einfach mal, vor allem weil ich keineswegs in der Lage bin, das (theoretisch) zu widerlegen." Ich kann es aber auch nicht mit einer Theorie bestätigen. Und praktische Versuche habe ich auch nicht vorzuweisen. Amperichers 200Hz Versuch ist auch nicht der Beweis.
Eigentlich will ich es gerne glauben, obwohl ich sonst kein gläubiger Mensch bin. Das Prinzip ist so schön einfach, und einfach ist häufig gut.

Was Beobachter gerade macht, finde ich sehr mutig. 2 Verstärkerkanäle und Schaltnetzteil auf eine Platte, das sind 3 unterschiedliche HF-Frequenzen, die da kräftig takten. Und das bei nur einem Vorversuch vor Jahren, den er offenbar nicht sehr gründlich untersucht hat. Da muss er von seinem Konzept schon sehr überzeugt sein, also mehr wissen, als er uns verrät.
@Beobachter
Wie geht das SODFA-Prinzip eigentlich mit den Vollbrücken um? Da hast du 2 Schaltspannungen. Da du sie gegenphasig aus nur einem Komparator betreibst, gehe ich davon aus, dass du auch nur einen Integrator hast (es gäbe sonst ja auch 2 Schaltfrequenzen). Dazu müsstest du einen zusätzlichen Differenzverstärker benutzen, der aus den 2 Ausgangsspannungen eine macht. Das kann ich mir nur mit einem OPV vorstellen. Bringt das nicht wieder zusätzlichen Ärger?

Gruß Tillg


[Beitrag von Tillg am 17. Mrz 2005, 12:25 bearbeitet]
Ampericher
Stammgast
#392 erstellt: 17. Mrz 2005, 12:22
Ich habe das Gefühl, daß es in diesem Thread nur zwei Leute
gibt, die auch wirklich Aufbauten machen, und zumindest erstmal Oszillogramme zeigen, während andere nur theoretisieren.
Tillg
Stammgast
#393 erstellt: 17. Mrz 2005, 12:27
Stimmt.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#394 erstellt: 17. Mrz 2005, 12:39
Ich mag erst loslegen, wenn ich an das Konzept glaub. Eine gute PWM krieg ich auch mit einem 555-Timer hin.
Tillg
Stammgast
#395 erstellt: 17. Mrz 2005, 12:40
Wenn ich etwas baue, dann möchte ich vorher immer gerne wissen, was ich eigentlich baue. Und die meisten Schaltungen, die ich bisher aufgebaut habe, haben auf Anhieb funktioniert wie ich es haben wollte, weil ich lange genug darüber nachgedacht habe.
Hier sieht es allerdings schon so aus, als ob man (ich) nur noch mit praktischen Versuchen weiterkomme. Deshalb hätte ich auch gerne mal ein paar Schaltungen gesehen, um sie mit meinen Vorstellungen zu vergleichen, und mir eventuell Anregungen zu holen.

Tillg
Ampericher
Stammgast
#396 erstellt: 17. Mrz 2005, 12:55
Die praktischen Versuche bestätigen die Theorie.
Wenn man einzelne Schaltungsteile schon mal praktisch erprobt, hat man die Gewißheit, daß sie auch funktionieren.
Außerdem kann man sie dabei optimieren.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#397 erstellt: 17. Mrz 2005, 13:03
@Ampericher: hast Du denn Gewißheit, daß der SODFA auch oberhalb von 200 Hz die Theorie bestätigt?
Ampericher
Stammgast
#398 erstellt: 17. Mrz 2005, 13:45
Es kommt jetzt darauf an, wie man es bewertet.
Messtechnisch gesehen hat meine Schaltung über den Übertragungsbereich gute Eigenschaften.
Aber um sie klanglich zu erproben, bedarf es
eines Komplettaufbaus, bestehend aus zwei Endstufen,
zwei Vorverstärkern, und dem Netzteil.
Den Aufbau habe ich bisher noch nicht vorgenommen, da ich ja wie gesagt eine andere Schaltung in Arbeit habe, welche ich dann mit der SODFA-Schaltung zunächst erst mal messtechnisch vergleichen kann.

Meine SODFA-Schaltung ist nichts besonderes, sie hat eben
nur einen mitgekoppelten Komparator, mit definierter Hysteresis.

Mein Ziel ist es, möglichst mit Bauelementen, die man bei Conrad, Reichelt etc. bekommen kann, eine gut beherrschbare
Schaltung zu konstruieren, die auch technisch nicht so hoch begabte Interessenten nachbauen können.

Mein zweites Konzept soll zeigen, ob es dem SODFA ebenbürtig, oder schlechter ist.Es ist ja nicht sehr kompliziert.

Es macht keinen Sinn, einen Superschaltplan zu haben, wenn ich dann keine Möglichkeit habe, die Halbleiter und ICs zu beschaffen, weil ich Privatmann bin.

Wenn es möglich ist, wie der Beobachter geschrieben hat, mit Bauelementen, die vor 6 Jahren erhältlich waren,bereits Spitzenanalogverstärker klanglich zu übertreffen, sollte man davon ausgehen, daß man dieses
heute ebenso mit einfachen Bauelementen, die schon besser sind, als damals, nachvollziehen kann.

Schade , daß er diese "nostalgische" Schaltung hier noch nicht eingestellt hat, sie wäre eine gute Anregung.


[Beitrag von Ampericher am 17. Mrz 2005, 13:46 bearbeitet]
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#399 erstellt: 17. Mrz 2005, 14:36
Was hat Dich motiviert, am SODFA-Modulator nachzubessern?
Ampericher
Stammgast
#400 erstellt: 17. Mrz 2005, 14:40
Ich bessere NICHT am SODFA nach, sonder bringe lediglich
ein, für mich neues Konzept zur Erprobung, das erfolgversprechend ist. Funktioniert völlig anders, als die
hier beschriebenen Varianten.

Würde ich meine Schaltung, soweit sie bis jetzt gediehen ist, hier einstellen, wäre sie schon kaputtdiskutiert, bevor sie fertig ist.
Deshalb Geduld.
Rumgucker
Hat sich gelöscht
#401 erstellt: 17. Mrz 2005, 15:03
@Ampericher

"Kaputtdiskutieren", "rumtheoretisieren",... das hört sich so an, als wenn Dich das Forum nervt. Eigentlich dient ein Forum doch dazu, daß man sich hilft. Natürlich soll man sich warnen, wenn einer gegen die Wand rennt. Und man sollte auch kritische Fragen stellen dürfen.
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