DIY Electronic projects

Full Version: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier
You're currently viewing a stripped down version of our content. View the full version with proper formatting.
SN74LVC1G99 logika pretvaranja PWM u komplimentaran Qup i Qlow sa dodatkom nERR

[Image: attachment.php?aid=37188]
Okruženje jednog GaN modula i povezivanja pinova pakunge.
Svi elementi što bliže modulu.
Ulazni RC za suzbijanje smetnji i protiv nezaželjenih samoaktivacija mosfeta, cca +1nsec dodatnog kašnjenja signala
SMD kalem
https://eu.mouser.com/ProductDetail/Taiy...WPDA%3D%3D

[Image: attachment.php?aid=37191]
Jedan HalfBridge GaN Power sa ISO ulazima i FAULT komandom bi izgledao ovako

ISO mora biti tipa LOW Default, a to su ti sa sufixom F!
Nedefinisano stanje je znači ERROR, i HalfBridge tada ne radi, kao da mu se upalila interna OCP ili TEMP protekcija LMG341xRxx,
ili externa sa UVLO / OVP  glavnog napajanja +/-HV, koju dodajemo kasnije u shemu protekcija.

[Image: attachment.php?aid=37228]
Vezano za izlani filter, nasao sam par dokumenata koji bi mogli pomoci:

dva jednostavnija:
- https://www.ti.com/lit/an/slaa788a/slaa788a.pdf
- https://www.ti.com/lit/an/sloa260/sloa260.pdf

dole u fajlu su jos dva interesantna linka, pogotovo donji link ka digitalnoj implementaciji
^^ To je druga topologija Class-D pojačavača, nije samo oscilujuća već varijanta sa forsiranom komutacijom, postoji glavni oscilator koji generiše signal za "rampu" i preko komparatora se poredi signal sa rampe i ulazni signal, to sve duplo za balansirajuću (bridge) varijantu i to je OPEN-LOOP koncepcija koja uglavnom radi "iznenadjujuće dobro", ultimativno je stabilna jer je open-loop, nema FB.
Sa dva komparatora posebno za pozitivnu i negativnu granu/polovinu je moguće dobiti 3-level BTL modulaciju koja daje bitnu prednost jer je nivo proizvedenih harmonika duplo manji, opet to sve u open-loop varijanti.
To sam probam sa dsPIC-ovima u open-loop i radilo je stvarno dobro.

Caka je sada da se to zaključa u FB-loop.
Kada sam radio sa dsPIC to mi je u tom trenutku bila nemoguća misija jer mi nije bio optimizovan code, prevelik delay/latency sam imao kod precosiranja i to nije moglo da se tek tako zaključa u FB-loop.
U potpuno analognom domenu samo sa komparatorima to je možda lakše izvodljivo nego sa DSP, mada nije neizvodljivo ni DSP pokrenuti ...

@savan
Ovo što spominjem je deo ideje da se potpuno preskoči DAC.
Moja varijanta sa dsPIC je radila preko A/D ulaza, analogni ulaz, to treba da se preskoči i da stiže digitalni signal, ne treba mi DAC ispred, ulogu Power-DAC ustvari glumi ceo AMP, signal stiže u "bit" tačno, nema zujanja, nema šumova, takav kakav jeste treba da ide u AMP i ako ima FB da kompenzuje opterećenje onda je to prava stvar.
Texas ima 600W IC sa digitalnim ulazom i radi odprilike tako, sa sve DSP unutra Smile
To bi bilo fino
Mikikg i ja sam vise za digitaliju nego za analogiju, to bi bilo ekstra! Koji ic je u pitanju? Onaj propeler ic mi se svidja opasno, ali asm knownledge su mi nula, da je moguce u C odraditi nebi puno lutao nego bi odmah nabavio jedan da se igram sa njim
Ima nekoliko varijanti ... Svi su closed-loop sa različitim ulazima

[Image: attachment.php?aid=37786]
Predpostavio sam, ja sam gledao ovaj TAS3251 kao sa najmanjim thd i ima digatlni ulaz i eq i kojecega, ali se tesko nabavlja kao i sve ostalo od texas instruments. Sa ovim TAS3251 bi lagano mogao da se napravi kompletan uredjaj visenamenski! Idealan kandidat za ct7302pl, i ne treba nikakav dac sto mi se jako svidja
Ima na Taobao na stanju ovih tas3251, oko 20 juana kostaju! Javice mi sutra pravu cenu i cenu prevoza.
Ja sam se odavno igrao sa TAS serijom purePath chipova, pretpostavljam da su i ovi izlazi iz iste grupe. Npr TAS3204 koji se koristio kao glavni DSP u squeezebox boom-u.. To je bio neki SoC sa DSPom i sa ugradjenim 8051 core-om za konfiguraciju, gomilom DAC i ADC i koje cega jos.. Imala je neka razvojna ploca kostala ko levi bubreg, pa sam je napravio sam na osnovu gerbera. U to vreme (<2010) TI je slao sampleove bez da puno pita stoa i kako, sve je bilo puno lakse i naivnije s te strane.. Taj chip je jako slican onom analog device DSP-u pomenutom ovde negde pre neki dan..

Programiranje odnosno "programiranje" je islo lagano uz pomoc TI namenskog softwera; znaci slaganje kockica gotovih. Odustao sam nekako od tih DSP chipova kad sam skontao da ARM >=M4 mogu da rade iste te stvari, a sa puno vise slobode u kodovanju (i manje para za chipove..)


Ono sto mene iskreno malo buni je zasto insistiras na D klasi? Ona i pored svega pozitivnog, ipak kaska za ostalim tradicionalnim resenjima u svemu sem u efikasnosti. Ako ti je efikasnost bitna onda OK, inace stvarno ne vidim veliki smisao.

D klasa je fina na papiru i na prvi letimicni pogled, ali ako zaista hoces vrhunski rezultat, treba nam vrhunsko znanje i/ili vrhunske pare.
Ali drugaciji je tas3251 jer ne treba dac niti adc, direktno se nakaci digitalni ulaz na digitalni izlaz od ct7302pl i gotov koncept, jednostavan a vrhunski, trebalo bi probati. Jedina mana tas-a je interni dac i adc jer se tu gubi rezolucija, i ako bi traka bila u dsd bitstrimu da bi ovaj tas funkcionisao treba da se konvertuje dsd bitstream u pcm bitstream i da se downsampluje na 96k, tu se drasticno gubi rezolucija. Mada ja verujem da bi i tako to bilo zvucno jako dobro. Mikikg je dao vrhunsku ideju i trebalo bi probati, idealno bi bilo napraviti D klasu zasnovanu na ovome sto je mikikg gore spomenuo, da se izbegne downsamplovanje, to bi bilo brutalno dobro. CT7302PL je vrhunski src bridge, ja to stalno ponavljam. Koncept koji sam odradio i sa kojeg se udaljavam jer mi nedostaje tonskla kontrola jeste ne menjanje bitstreama, znaci ako je traka u dsd bitstreamu izlazi kao dsd bitstream i ide na dsd dac pa dalje na preamp, preamp nisam zavrsio jer mi fali jedna komponenta koje nema nigde. Zato sam se udaljio od koncepta na dsp kao zamenu za preamp sa tonskom kontrolom. Ovim udaljavanjem dsd bitsream vise ne moze da bude cistokrvni dsd nego mora da bude pcm da bi taj pcm mogao da dsp-ujem, nakon dsp-a vracam u drugi src bridge pa nazad u dsd bitstream, i to vise nije to, al sta da radim resenja nemam, ili da cekam da se pojavi komponenta koja fali ili da probam drugim putem. D klasa i ne mora da bude na izlazu, moze i AB klasa, i to treba probati pa odluciti sta je bolje. Ja bi najradije sve da probam.
Zadnji "problem" oko te topologije koji TI nije rešio ili je možda rešio sa dodatnim specifičnim napajanjem je vezan za Volume kontrolu, kako je to rešeno, kako god da je rešeno ima problem sa dinamikom, ako je rail napajanja na primer 50V a hoćeš da slušaš vrlo tiho na 0.01W RMS, DAC mora da radi sa 1-2bita, nema manje, na još nižem nivou (tiše) on radi sa 1bit, kao sa Sprectrum ZX-a : ), gde se "dedoše" onoliki ostali bitovi našeg signala i dinamike? Smile Smile
Zato izlazni stepen tj full-bridge treba da ima promenljivo napajanje, bukvalno od 0-50V i to je direktno vezano za Volume kontrolu, i na 1V i na 50V je isti dinamički opseg tj koriste se svi bitovi dinamike i AMP je uvek u svom optimalnom opsegu, samo se menja napon napajanja.
[Image: attachment.php?aid=37807]

Dali moze eksterni volume control? Ct7302 ima u sebi vec volume kontrolu
U ovoj Digitalnoj Class-D ne pomaže.
Zamisli da nam je izlazni stepen na primer 8-bitni, ima samo 256 stanja koji definišu opseg dinamike, ako je to fiksirano u samom izlaznom stepenu ako hoće signal da smanjiš moraš matematički da oduzmeš vrednost od ulaznog signala, smanjio si dimački opseg, sve se pogoršalo, sa sve manjim nivoom je sve gore i gore, na vrlo niskim nivoima je neupotrebljivo.
Ista je priča i sa 16bit koji su sa sadašnjim nivoom DSC i DSP izvodljivi opet imaju isti prblem. 24bita je tehnički neizvodljivo, trenutna je granica oko max 18bit.
Ovi Class-D rade najbolje kada stiže signal maksimalnog nivoa u granicama 0-65535 (16bit) samo su tada PREGLASNI i to je glavni problem, kada bi imali iza toga pasivni R/R atenuator da ga malo smanji da se ne dere ko' blesav to onda radi kao bombona ...
Onda taj TAS i nije neko pristojno resenje nego jeftino resenje. Recimo ako se posalje paket 16bita na ulaz od dsp, dsp odradi bass boost recimo, paket izlazi i dalje kao 16bitni. Isto tako ako se odradi volume kontrola, samo je umesto basa odradjen ceo spektar na dole. Jesi ti siguran da se gube bitovi da bi se dobilo 0.01W RMS ?
Tako to radi, to možeš da primetiš na skoro svim mobilnim telefonima i njihovim 3.5mm izlazom za slušalice, kada na telefonu smanjiš Volume na 1-2% (smanjeno preko SW) i to vodiš u neki AMP, zvuk nije nizasta, nema blage veze, distorizira ko' blesavo ...
Kada stavis Volume na 100% pa tamo negde na AMP smanjiš e onda radi drastično bolje.
Nisam siguran mislim da je kod TAS1531 drugacije? Koliko mi se cini kod njega je na dac-u odradjen gain kontrol i da nemaju veze bitovi. Ali ima neke logike to sto pricas! Mada kada iz slusalica vodis takav jedan signal u neko pojacalo ti ustvari pojacavas i taj sum pojacalom, dok ovde taj sum na zvucnicima je konstanan bilo da je volume kontrola na -120db ili je na 0db? Ne znam bar mislim da je tako, po nekoj logici bi tako trebalo da bude.
Tu je hibridno resenje, 8bit za Gain ali to je tamo pre onih analognih komparatora pa to daje nešto bolje rezultate ali generalno nije dobro jer onda komparator postaje kritican, ne može tako precizno da odseče signal pri niskim nivoima u poredjenu kada mu se to sve razvuče lepo od rail-to-rail gde mu je najoptimalniji režim rada.