DIY Electronic projects
Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - Printable Version

+- DIY Electronic projects (https://forum.yu3ma.net)
+-- Forum: Hifi audio (https://forum.yu3ma.net/forum-3.html)
+--- Forum: Pojačivači snage - Power amps (https://forum.yu3ma.net/forum-16.html)
+--- Thread: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier (/thread-2651.html)

Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

I ne mora korekcija na svih 32bita jer zavisi koju rezoluciju greske izlaza zelimo da uporedimo sa kojom rezolucijom sa ulaza, recimo 16bita uzmemo od ulaza i 16bita sa izlaza, uporedimo i vidimo kolika je greska, zatim onda neki adder ili tako nekako odraditi jednu logiku da nadodaje/oduzima na one samplove od 32bita. Tako nekako Smile

Edit:
Moglo bi da se napravi i kopija ulaznih 32bita, a drugo kopiju mozemo da korigujemo i saljemo dalje dok bi originalnu kopiju bitova koristili za uporedjivanje sa bitovima sa izlaza!


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - mikikg - 06-25-2022

Ovo pisanje baš i ne ohrabruje Smile

Quote:There are a number of issues that need to be considered when converting a PDM signal to analog with a power module like this:

Power Supply - an extremely well regulated and decoupled power supply is required to suppress modulation of the supply voltage(s) by the signal that will cause amplitude related distortion

Inter Symbol Interference - unequal rise and fall times or dead times causes the magnitude value of say the positive symbol to not equal that of the negative symbol

Output Filter - complexity will increase as the parasitic elements of the inductor and capacitor in the typical class-D filter will become more significant at higher frequencies

Feedback - cannot be applied to correct any distortions introduced by the above

Switching Losses - will be significantly higher than for class-D thus limiting the available powe



RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - mikikg - 06-25-2022

Zapetljali smo se u svim tim topologijama i šta hoćemo da iskoristimo a šta da "preskočimo" ... 
Hocemo da preskočimo DAC ali nam zato treba ADC, e *** : )

Na kraju kada se sve to sabere i oduzme iskristališu se praktično 2 x 2 postavke.

1) BatoMM - Analogni ulaz (originalna konstrukcija)
2) BatoMM - Digitalni ulaz (audio DAC na samoj PCB AMP-a)
3) Class-D - Analogni ulaz, samooscilujući sa FB posle filtera
4) Class-D - Digitalni ulaz, samooscilujući sa FB posle filtera (audio DAC na samoj PCB AMP-a)


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - yugaja - 06-25-2022

Bas tako Miki. Mislim da power dac iako izgelda kao najčistije i najlogicnije rešenje nosi sa sobom previše problema za trenutni, status razvoja tehnologije.
Ja mislim da class D amp mora da ima analogni ulaz ako se želi maximum iz te topologije. Prosto nema dodatne obrade i qvantizacije ako ništa drugo tj imamo proizvoljno rezoluciju pwm- da kažem beskonačnu. S druge strane konverziju iz dig u analogni domen obaviti u dedicated dac-u dobrom onoliko koliko možemo da platimo tako reći pustiti da proizvođači i timovi koji imaju mnogo veće znanje i iskustvo od nas zarade koji dinar 😊


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - Dragan100 - 06-25-2022

(06-25-2022, 11:33 AM)savan Wrote: Dragan100 svaka cast za link https://www.diyaudio.com/community/threads/direct-pdm-input-to-gan-e-mode-hemt-class-d-amplifier.323714/ Znaci ipak je moguce!!! Zanimljivo je da ta tema nije popularna sa obzirom da je otvorena 2018 godine. Tu sad mozemo da se vratimo na onaj sigma delta adc kao fidbek koji bi bio zakacen pre kalema, on bi uporedjivao bitove sa izlaza (gubitke rezolucije) sa bitovima sa pdm i tu bi taj loop injektovao po koji bit vise/manje da bi se napravila korekcija tj ispravila greska tj gubitak rezolucije na izlazu. Tako nekako bi trebalo po mom nekom razmiljanju i razumevanju to trebalo da funkcionise.

(06-25-2022, 11:57 AM)mikikg Wrote: Ovo pisanje baš i ne ohrabruje Smile

Quote:There are a number of issues that need to be considered when converting a PDM signal to analog with a power module like this:

Power Supply - an extremely well regulated and decoupled power supply is required to suppress modulation of the supply voltage(s) by the signal that will cause amplitude related distortion

Inter Symbol Interference - unequal rise and fall times or dead times causes the magnitude value of say the positive symbol to not equal that of the negative symbol

Output Filter - complexity will increase as the parasitic elements of the inductor and capacitor in the typical class-D filter will become more significant at higher frequencies

Feedback - cannot be applied to correct any distortions introduced by the above

Switching Losses - will be significantly higher than for class-D thus limiting the available powe

PSU izlaznog stepena je prva ozbiljna stavka, još preko njega radimo i VOLUME
-zapravo regulabilni SMPS (SyncroBUCK) sa istim taktom PDM, da se izognemo "beating-u", to jest dodatni modulaciji, 
koja naravno pogoršava THD, tako su odradili u Boost PSU sekciji TSA2560:
"The Class-D output switching frequency is synchronous with the digital input audio sample rate
to avoid left and right PWM frequency differences from beating in stereo applications. 
PWM Edge rate control and Spread Spectrum features are available if further EMI reduction is desired in the user’s system."

Rise i Fall propagation delay možemo nekako kontrolisati sa super-simmetry logičkog lanca HI i LO, 
upotrebom jednakih elemenata (sa istim Prop.delay) u HI i LO putanji signala.

To je uvijek problem! Feromagnetic material mora imati što užu i ravnu BH krivu,
ha, ili iči na AirCore :-)

Feddback-a su zapravo dva:
1. sa SW tačke pre izlaznog LC (kao što je predložio @savan) , tu imamo pojačan PDM skoro bez Phase greške, sa korekcijom PDMja 
2. Globalna feedback poslije LC filtera ili direktno sa zvučniških klema, a tu je več znatna fazna greška pa je treba prvo korigirati, pa antialiasing, konverzije...itd

Switching gubitke sa upotrebom GaN modula znatno umanjimo!

Ona tema izgleda da nije više aktualna, 
ali se drugdje razvila idea i implementacija (sve sa testovima prototipa) istim tim GaN modulima u zanimljivu Master Thesis

.pdf   GaN_Transistor_Based_Digital_Class_D_Amplifier_with_Global_Feedback_FINAL_v2 (004).pdf (Size: 1,88 MB / Downloads: 8)

Moje mišljenje je da se ide prvo na OpenLoop DSD(PDM),
kasnije doda 1.Feedback (SW tačka PDMja)
i na kraju doda još Globalna (ako je izvedljiva vremenski/novčano)


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

Nacrtao sam kako zamisljam koncept


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - Dragan100 - 06-25-2022

ADC zatrebao bi za feedback Post-LC filtracije,

iz SW tačke zatreba nam samo LevelScaling (pošto imamo VOLUME preko PSUja izlaznog stepena)
inače je u SW "čisti" PDM spreman za usporedbu


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

Skroz si u pravu! Ova uporedjivanje bi trebalo da bitovi budu bukvalno isti, u slucaju greske bi se aktivirao nErr. Ako bi ADC isao posle filtera ne znam koju bi rezoluciju mogli da izvucemo jer signal ne moze biti isti jer je prosao kroz LC


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - mikikg - 06-25-2022

@Dragan100

Potpuno se razumemo, može da se menja napon mosta tj da menjamo Volume ali onda "valja" da ima VCA za FB, biće problematično sa fiksnim pojačanjem u NFB jer onda mora u SW/matematici da se mnoze vrednosti sa ADC koje su dole pri početku opsega i to kad se pomnoži uglavnom nije nizašta, tako da Volume treba da radi tako što upravlja naponom mosta ali i NFB preko VCA.


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - Dragan100 - 06-25-2022

Da,
još najprimernije, da kod vrlo malih izlaznih signala ostaje zapravo "OpenLoop",
to jest da nemamo tada korekcija preko NFBja (jer takodje tako sičušni signali poslije obradjeni budu još uvijek skoro nizašta).
Volume obavezno upravlja PDM modulated PSU po naponu i istodobno i VCA ADC feedbacka.


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - mikikg - 06-25-2022

Da tako sam mislio i da se odradi, od 0% pa do 1 ili 2% zadate Volume kontrole da radi u Open-loop, ostalo preko toga ide lagano u FB-loop, te vrednosti menjanja pojačanja/Volume dovoljno je da budu sa 8bit rezolucijom, mada i finije ako može tim bolje.


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

CT7302 ima digitalnu volume kontrolu tako da onda ne mora volume kontrola da ide od nula volti, moze i pomesano. Sta vam je VCA ? I to mi je malo nejasno kakva je razlika u bitovima gde je isti materijal na 100% digital volume i na 10% digital volume, koja je tu razlika u bitovima bas bi voleo da vidim nekako, ne verujem da se tu gube bitovi verovatno je isti broj samo drugi raspored, odatle bi se cak razumelo i kako su u onom pdf fajlu sto stalno kacim uspeli da urade bass boost na dsd bitstreamu pa bi verovatno tako mogao i equ da se odradi samo treba prvo razumeti sta se tu desava. Ono sto predpostavljam jeste da je mozda gustina jedinica ili nula verovatno razredjenija sto po nekoj logici daje malo kracu aplitudu u piku

Edit
Ustvari to bi se mozda moglo najbolje razumeti kada bi se prvo razumelo kako plotovati ovakav jedan signal, znaci ta formula preracunavanja za plot bi dala i objasnjenje sta se tu desava, znaci onda po toj formuli kada bi je zaokrenuli reverzabilno mogli bi da generisemo i same bitove. Treba dobra matematika. Tu postoje i neki matematicki simboli koje ja ne razumem kako izgledaju matematicki niti sam ih ikada probao izracunati, cak ni tastatura nema takav jedan simbol pa da ga ukucam na gugl, recimo sigma, delta ...itd Smile

Edit
eto vidis ne znam kako ali sa obzirom da prvi put gledam u sigma odmah sam skontao kako funkcionise https://www.mathsisfun.com/numbers/sigma-calculator.html kada sam pogledao u history:
Code:
Sum(n=1 to 10)  of  n^2 = 385
Sum(n=1 to 10)  of  (-1)^n/n = -0.6456349206349207
Sum(n=1 to 10)  of  e^(1/n) = 13.958807546738267
Sum(n=1 to 10)  of  1/2^n = 0.9990234375
Sum(n=1 to 10)  of  cos(pi*n/10) = 9.994213531157419
Sum(n=1 to 10)  of  1/n^2 = 1.5497677311665408
Sum(n=1 to 10)  of  e^(1/n) = 13.958807546738267
Sum(n=0 to 10)  of  1/n! = 2.7182818011463845
Sum(n=0 to 10)  of  1/2^n = 1.9990234375
Sum(n=1 to 10)  of  1/2^n = 0.9990234375
Sum(n=1 to 10)  of  1 = 10
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n = 210
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n/ = NaN
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n/344 = 100.31976744186048
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n/34! = 100
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n/34!2 = NaN
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n/34~ = 100
Sum(n=1 to 10)  of  10+2n/34 = 103.23529411764706
Sum(n=1 to 10)  of  10+2/34 = 100.58823529411767
Sum(n=1 to 10)  of  10+2p/34 = 100
Sum(n=1 to 10)  of  10+/34 = 100
Sum(n=1 to 10)  of  10+4n/34 = 106.4705882352941
Sum(n=1 to 20)  of  10+4n/34 = 224.7058823529412
Sum(n=0 to 20)  of  10+4n/34 = 234.7058823529412
Sum(n=7 to 20)  of  10+4n/34 = 162.23529411764704
Sum(n=9 to 20)  of  10+4n/34 = 140.47058823529412
Sum(n=1 to 20)  of  10+4n/34 = 224.7058823529412
Sum(n=1 to 20)  of  10+1n/34 = 206.1764705882353
Sum(n=1 to 4)  of  10+1n/34 = 40.29411764705882
Sum(n=1 to 5)  of  10+1n/34 = 50.44117647058823
Sum(n=1 to 10)  of  n/(n+1)-(n-1)/n = 0.9090909090909091
Sum(n=1 to 10)  of  cos(pi*n/10) = -0.9999999999999993
Sum(n=0 to 10)  of  cos(pi*n/10) = 4.440892098500626e-16
Sum(n=2 to 10)  of  cos(pi*n/10) = -1.9510565162951532
Sum(n=0 to 10)  of  cos(pi*n/10) = 4.440892098500626e-16
Sum(n=1 to 10)  of  1/n = 2.9289682539682538
Sum(n=1 to 10)  of  1/n^2 = 1.5497677311665408
Sum(n=1 to 10)  of  1/n^2- = 1.5497677311665408
Sum(n=1 to 10)  of  1/n^2)-3 = -28.45023226883346
Sum(n=1 to 10)  of  (1/n^2)-3 = -28.45023226883346
Sum(n=1 to 10)  of  (1/n^2)-3) = -28.45023226883346
Sum(n=1 to 10)  of  1/n^(2-33) = 1.0391583051278007e+31
I vrlo lako ga je razumeti recimo kako bi to izgledalo u C


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - yugaja - 06-25-2022

Delta sigma bi trebala biti prosta za plotovanje: svaka jedinica je +delta, svaka nula je -delta od trenutne vrednosti. X osa je vreme, razmak izmedju tačaka je 1/fs.
Ako je to pitanje...

Ovo za dig volume, ne postoji drugi način nego množenje (iil deljenje kako nam je bliže za razumeti) kako je rezolucija konačna, ispada da nam kako idemo ka manjim vrednostima fali bita... Npr sample ima vrednost 5 hoćeš duplo manji ampitudu znači 2.5. A luksuz za ovih 0.5 nemaš.


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

Ako ti nije problem napisi neku prostu formulu na osnovi ovih 32bita:

11010110011010101011011011011010

Kako da ih stavim u plot, frekvencija nam je 2.8MHz, ti dodaj jos neki parametar koji ja nisam recimo pik max nam je +2 a pik min nam je -2


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

(06-25-2022, 05:30 PM)yugaja Wrote: Ovo za dig volume, ne postoji drugi način nego množenje (iil deljenje kako nam je bliže za razumeti) kako je rezolucija konačna, ispada da nam kako idemo ka manjim vrednostima fali bita... Npr sample ima vrednost 5 hoćeš duplo manji ampitudu znači 2.5. A luksuz za ovih 0.5 nemaš.

Kod CT je to +3db do -120db, bas me zivo zanima koja je razlika u bitovima na +3 i -120 tj zanima me vise kako su to matematicki odradili vise nego kako izgleda. Sto je interesantno signal je i dalje 32bit a mozda i gresim ne znam stvarno


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - yugaja - 06-25-2022

Gruba aproksimacija bi mogla da se dobije onako kako sam gore rekao, svaka '1' dodaje kvant na vout, svaka nula smanjuje za kvant vout. Skroz korektna formula bi podrazumevala LP filter do BW korisnog signala. I to može da se uradi, ali da ne bi izmisljali rupu na saksiji i implementirali iir ili fir filtere u c-u iil gde već, najlakše je uzeti matlab/octave. Siguran sam da ima gotovih primera za PDM generator i rekonstrukciju neki studenti su to sigurno već uradili..


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

U pravu si tako treba i uraditi, ima i gotovih https://github.com/InductiveComputerScience/pbPlots/tree/v0.1.7.1, ali poenta je prvo razumeti svu tu matematiku. Ja sam nesto pokuao sa libgd ali sam brzo odustao zato sto su kordinate u funkciji imageline u signed int pa je nemoguce napraviti toliko linija na tako malo prostora al ok nije ni bitno snacu se nekako

Edit:
Odavde moze da se krene sa citanjem https://electronics.stackexchange.com/questions/521799/how-can-i-convert-an-audio-pdm-bitstream-into-analog-form
https://in.mathworks.com/help/signal/ref/designfilt.html


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - yugaja - 06-25-2022

Pa nema sta da se ide precicom. Imamo dig signal hoćemo analogni, moramo da napravimo/isprogramiramo DAC.


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - savan - 06-25-2022

Dobar je matlab, ima dosta dobrih stvari za nauciti!


RE: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier - mikikg - 06-25-2022

(06-25-2022, 04:07 PM)savan Wrote: Sta vam je VCA ?

VCA i PGA se misli na OP-AMP kome može da se analogno ili digitalno menja pojačanje, kao digi-pot ili Audio volume kontrola i ovde to koristimo za NFB da menjamo pojačanje povratne veze u analognom domenu da to nebi radili u digitalnom jer je problematično.

Sa tim je NFB potpuno "kondicioniran" da ide ili u ADC (to nam nekako "ne gine") ili u OP-AMP koji radi NFB, čak to može sve nekako da se zaključa sa tim jednim VCA/PGA.

https://www.ti.com/amplifier-circuit/pga-vga/products.html?keyMatch=VCA