Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier

[savan]

Yugaja u filteru je bilo po shemu po kojoj je radjeno pojacalo, paralelno zvucniku 3.3uF, sto nije bilo dobro prvo zvucno a kasnije je i simulacija pokazala da tako ne valja, a sada je skroz drugaciji filter nego u shemi po kojoj je radjeno pojacalo. Cujna razlika sa 3.3uF, HF je bio utisan, kada je dosao drugi filter sada je sve ok!

Ovo je dsd pojacalo pa nam treba i dsd kompatibilni: test signal, softver, zvucna karta, ne znam kako se ovo meri niti sa cime niti znam dali Rmaa sw podrzava dsd. Mozda nekako da Rmaa sw prosledi test signal u nesto sto ce konvertovati taj signal u dsd pa taj dsd na amanero koji prosledjuje dalje na pojacalo, onda bi verovatno dobio sabran thd amanero + to nesto + pojacalo, stvarno ne znam. Ja sam danas malo pretrazivao pa dosao na ideju u post 699, i to bi onda bilo isto jedno DDM (direct digital merenje) kao i sto je ovo pojacalo DDPD (direct digital power dac)

[Braca]

Koliko znam, varijanta merenja THD sa digitalnim (PCM, DSD...) ulazom i analognim izlazom ne postoji u audio tehnici.

THD je broj koji se dobija poređenjem ulaznog i izlaznog signala u frekventnom domenu, pri čemu ulazni signal teorijski mora da bude idealni sinus.
U praksi se smatra da je dovoljno ako je taj signal za 20dB čistiji od izlaznog.

Pošto je izlaz pojačavača lociran na klemama na koje se kablom vezuje zvučnik, radi se o analognom signalu, pa i pobuda mora da bude analogna.
Nije problem izmeriti spektar izlaznog signala pomoću audio kartice, ali ako ne znamo spektar ulaznog signala onda nemamo referencu za poređenje.

Naraavno, ako je na raspolaganju samo spektar izlaznog signala, to je već jedna korisna informacija, ali nedovoljna za kvalifikaciju izobličenja pojačavača.

[savan]

Braco gledaj kako sam ja to zamislio, imamo 1k sine konvertovan u dsd mada ni ne moramo mi da ga konvertujemo nego ga prosledimo na ct7302pl. Ct7302pl ce ga konvertovati u digitalni signal (dsd64), taj dsd64 pohvatamo mu bitove i sacuvamo u neki fajl na racunaru. I to nam je refenca. U isto vreme ct7302pl je vezan za ovaj nas ddpd direktno, znaci sada nam fali samo adc na izlazu pojacala, taj adc bi konvertovao u isti format kao sto je na ulazu u ct7302pl, znaci isto dsd64, isto mu pohvatamo bitove i sacuvamo u drugi fajl. Sad imamo referentni fajl i imamo izmereni fajl, imaju isti broj bitova, rade na istoj frekvenciji, isti sample rate. E sad dalje nisam siguran, trebalo bi pogledati ovaj link https://www.mathworks.com/help/signal/ug...ities.html , verujem da neko sa foruma vec ima dobrog iskustva sa Matlab pa bi nam mogao i odgovoriti na tu temu, ja verujem da je moguce. U isto vreme ako bi i bilo moguce taj metod gde bi mogli da uporedimo referencu sa izmerenim bi nam bio uvod u taj digitalni FB jer bi to poredjenje koristili za korekciju ulaznog dsd.

Taj link Matlaba sto sam okacio ima par zanimljivih stvari, citiracu i podebljacu ono sto mi je zanimljivo jer nama bas to treba oko nekih stvari vezanih za vreme obrade signala na izlazu iz adc-a kao i vremena prolaska kroz izlazni filter, znaci da bi uporedili ulaz sa izlazom treba da znamo vremenski kada je to sto je uslo izaslo da bi uopste mogli da uporedimo u pravom trenutku.

This example shows how to measure signal similarities. It will help you answer questions such as: How do I compare signals with different lengths or different sample rates? How do I find if there is a signal or just noise in a measurement? Are two signals related? How do I measure a delay between two signals (and how do I align them)? How do I compare the frequency content of two signals? Similarities can also be found in different sections of a signal to determine if a signal is periodic.

Nisam znao da je Matlab toliko mocan. Jos jedna dobra stvar, Matlab moze da se poveze sa C programskim jezikom... itd . Ja tu vidim nesto, mozda neko isto vidi a mozda neko ne vidi, ne znam za sada, valjda ce se neko ukljuciti pa da potvrdi ili da odvrati od ideje

[Braca]

Matlab koristim još iz vremena kada je bio besplatan i distribuirao se na dva flopi diska od 5,25" . Pre toga sam sam pisao programe za analizu signala - Welch-ov overlap-add algoritam sam napisao polovinom 80-tih u Fortranu i koristio sve dok Matlab nije objavio biblioteku za objavu signala. Taj algoritam je osnova svih komercijalnih i besplatnih paketa za obradu signala.

U suštini, Matlab je interpretirani programski jezik za rad s matricama (Matrix Laboratory). Ono što ga čini moćnim su biblioteke (Toolbox) za posebne namene.
Postoji i kompajler - koristio sam ga dok sam još aktivno radio.
Od nekadašnje firme mi je na starom laptopu ostala (legalna) verzija iz 2017. godine i dve biblioteke (Signal Processing i System Identification Toolbox).
Povremeno ga koristim za stvari koje ne postoje u drugim aplikacijama.

Zamena za Matlab je python, a za obradu signala, ako se dobro sećam, koristi se biblioteka scipy. Nisam isprobao, ali pišu da je to neka vrsta Matlab klona.

U suštini, za analizu THD i nije potreban sam ulazni signal, već samo informacija o njegovom kvalitetu, tj. sadržaju harmonika da bi se izmereni spektar izlaza mogao korektno interpretirati.
Pretpostavljam da je taj signal od 1kHz generisan softverski i da je spektralno čist do nivoa korišćene rezolucije. Razlog zbog čega ovo pominjem je što sam imao situacije da kada nekim softverom generišem PCM od 24 bita, a zatim ga ponovo učitam i prebacim u "double float" dobijem neočekivano veliko odstupanje.

Za merenje prenosne funkcije (frekventnog odziva) potrebna su oba signala, ali tada harmonici nisu od značaja.

Prema tome, ono što je potrebno za merenje THD ddpd-a je ADC sa dif. ulazom i možda filter za dodatno slabljenje prekidačke frekvencije.
Danas svaka bolja audio kartica ima dif. ulaz, a obzirom da je napon napajanja pojačavača trenutno nizak, ne postoji opasnost da se ulaz ošteti.

[Dragan100]

Vidi ovo Dragane! Nisam znao da dsd moze da se konvertuje u analogni signal samo pomocu dva kalema i jednog kondenzatora a da ovako dobro izgleda graf u simulaciji, skoro se poklopio sine vawe sa izvornim, 

Pa tako baš sad slušaš ovaj naš DDPD na 5V, 
izlaz iz brzih kapija još uvijek daje DSDxxx i preko izlazne filtracije ide onda na zvučnik (analogni signal).
Dva kalema imamo, a onaj kond kod nas je exstrapoliran u diff i common, ali klasičnim Theveninom možemo ga opisati kao samo jedan kond!
Tako da DA!
:-)

izvorni je u WAV formatu koji sam konvertovao jos pre u dsd64 da bi mogli da testiramo onu simulaciju ali nesto nije uspelo sa kapijama tada, sada sam nesto slucajno eksperimentisao i izgleda da je konverzija perfektno konvertovana iz wav fajla u PDM koji nama treba za simulaciju pa i kao realno merenje gde ce nam trebati ulazni 1k sine u dsd64? Ovo je uporedni graf wav <-> dsd64

Treba ponovo pogledati tu simulaciju u detajle!
Postavi i Tina file, pa ko hoče pogledat če!
Ne sečam se "šta nije i to gdje radilo", jer je toga baš puno za tražiti unazad!

Edit
Dragane kako je moguce da na istom piecevise linear sourcu ovde sa dva kalema i jednim kondenzatorom dobijamo ovako linearan graf? A kada isti sourc premestim u onu simulaciju gde su nam i kapije ne mogu da dobijem ni nalik na sine kao ovaj sa slike? Cak nije ni nalik na sine. Dali je moguce da Tina ne moze ovo da isprati kako teba i da joj je previse komplikovano da odradi simulaciju kako treba? Ili je neki bug u Tina ili je neki bug u samom modelu gde su nam kapije?

Source imaš DSD64 koja ima vrlo visok SR, znači bez nekog večeg kašnjenja i bez zaobljenih ivica.
To inače iz priloženog grafa nevidim, ali smatram da Rise/Fall time nisi popravljao, pa je ostao standardnih 1nsec.

Onda si postavio dva kalema od 15mH (mi jih imamo od 15uH) i 1uF differencialno, što je OK...

Gdje je opterečenje? Kako radi ta filtracija na klemama VM1?
----------------------------------------------
Kako kažeš "bug"... e ta se sakriva dok ga ne postepeno eliminišemo, a ponajviše našim previdom.
Ako "bug" persistira, onda treba vidjeti prvo šta se očekuje od simulacije, pa dali smo namjestili sve kako treba, pa tek kasnije potražiti neku pomoč!
Ako kasnije ni mi neznamo razrešiti situacije, ide se na naslov DesignSoft i upitati stručnjake samog "motora" Tina...

[Dragan100]

U suštini, za analizu THD i nije potreban sam ulazni signal, već samo informacija o njegovom kvalitetu, tj. sadržaju harmonika da bi se izmereni spektar izlaza mogao korektno interpretirati.
Pretpostavljam da je taj signal od 1kHz generisan softverski i da je spektralno čist do nivoa korišćene rezolucije.
Razlog zbog čega ovo pominjem je što sam imao situacije da kada nekim softverom generišem PCM od 24 bita, a zatim ga ponovo učitam i prebacim u "double float" dobijem neočekivano veliko odstupanje.

Prema tome, ono što je potrebno za merenje THD ddpd-a je ADC sa dif. ulazom i možda filter za dodatno slabljenje prekidačke frekvencije.
Danas svaka bolja audio kartica ima dif. ulaz, a obzirom da je napon napajanja pojačavača trenutno nizak, ne postoji opasnost da se ulaz ošteti.

Da, tako sam htjeo i sam predložiti.
Treba nač ili generirati 1KHz (i druge niže i više freq) ideal sinus u DSD64 (128, 256, 512) i njega upotrebiti na ulazu DDPD ampa.
Nadamo se da je tako generiran DSD signal spektralno čist i višom resolucijom od korištene, ali beram do te resolucije!

Poslije adekvatne izlazne filtracije i čistog {Re} realnog opterečenja = čisti otpornik, 
ili barem što manje induktivan, da se nema ili da je što manja {Im} imaginarne komponente impedance,
vršimo THD+Noise analizu.

Rezultat jeste THD lanca: DSD 1KHz ulaz + DDPD (sa izlaznom filtracijom) + kablovi + opterečenje
i ovako DirectDigitalPowerDAK neznam kako bi drugčije THD "opipali"?

Prije treba i vidjeti kakva nam je ACanaliza ili Bode graf na PPDP ampu,
Ct7302pl bi nam trebao konvertovati klasičan promijenljiv sinus kao Signal generator u DSD64, i takvog proslijediti PPDP ampu,
gdje poslije filtracije na opterečenju "čitamo" signal i crtamo olovkom graf (GAIN / (1Hz...500KHz)) ako se nema druge mogučnosti...

[savan]

Ok je Dragane, video sam tek kasnije da sam na kalem stavio mili umesto mikro ali sam zaboravio napomenuti da sam to i sam video i resio i dobio isto sto i sa onom simulacijom. Opterecenje 8ohm kada stavim nema sinusoide nego artifakti sto me i buni kako uopste imamo dobrog zvuka!!! Probaj i sam dodati zvucnik i stavi taj 1k dsd64 piecevise linear, zato sam se i cudio i pomislio da nesto sa simulacijom nije kako treba. Zato sam i stavio onaj 3.3uF jer nisam imao zvuka u simulaciji a i na grafu se video nenormalan shum (https://forum.yu3ma.net/thread-2651-post...#pid122506), i kada se uporedi prva slika iz tog posta sa realnim pcb gde imamo sada tih 220nF paralelno ovde sada imamo savrsen zvuk a tamo u simulaciji imamo samo shum i taj ruzan graf

Sto se tice merenja, koji softver predlazete? Pa po tome da pokusam da nadjem neki interfejs

[Braca]

REW je besplatan za jednokanalni ulaz i ima sve što je potrebno za merenje THD.
Kada radi pod Windows-om neophodan je ASIO drajver za karticu.

Ima i drugih besplatnih programa, ali sam se posle nekoliko takvih programa zaustavio kod REW.

Prvo merenje bi se odradilo sa otpornikom kao opterećenjem, a onda može da se okači i neko drugo koje modelira zvučnik, napr. ono iz časopisa Stereophile.

Pošto će pri spektralnoj analizi biti potrebno osrednjavanje radi smanjenja standardne devijacije šuma, pobudni signal će morati da traje nekoliko minuta u jednom komadu.
O tome će biti više reči kada se pređe na detalje merenja.

Ako je dobro proračunat u odnosu na planiranu primenu, običan LC ili RC filter uvek na izlazu daje sinusoidu, ali je problem u finesama, tj. nivou tzv. slabih nelinearnosti njegovih elemenata (THD).

[savan]

Braco a reci mi koji je format sa izlaza/ulaza u rew? Dali je PCM u pitanju? Interesuje me zato sto Amanero radi na Asio drajveru, prihvata i PCM i DSD, znaci samo bi mi trebala neka audio kartica sa diff ulazom? Mozda Cosmos ADC, imali li nesto jos bolje od tog daca? I jos nesto mi tu nije jasno, test signal ide u audio karticu pa sa audio kartice na pojacalo pa sa pojacala ponovo u tu istu audio karticu? Dali postoji mogucnost da rew radi sa dve kartice, jedna da prihvata test signal i salje na pojacalo a druga audio kartica kao dac? Malo mi to nije jasno kako funkcionise to merenje sa rew i nekom audio karticom. Onako kako ja to vidim i razumem jeste: rew posalje 1k sine u pcm formatu na ulaz u pojacalo, moze i analogni a moze i digitalni signal? Onda dalje sa izlaza iz pojacala nazad u ADC audio kartice sa diff analognim ulazom? Sta ako audio kartica ima 120db thd+n to bi znacilo da bi mi bili ograniceni na taj nivo?

[yugaja]

Da onda bi 120dB bilo ogranicenje. Ali treba dobaciti do tih 120..ne kažem da nećemo samo nije to bas tako lako

[savan]

Moram skinuti Rew da vidim i sam sta ima na njemu i kakvi su mu setingsi, kakvi ulazi, izlazi... da ne postavljam glupa pitanja

[Braca]

Braco a reci mi koji je format sa izlaza/ulaza u rew? Dali je PCM u pitanju? Interesuje me zato sto Amanero radi na Asio drajveru, prihvata i PCM i DSD, znaci samo bi mi trebala neka audio kartica sa diff ulazom? Mozda Cosmos ADC, imali li nesto jos bolje od tog daca? I jos nesto mi tu nije jasno, test signal ide u audio karticu pa sa audio kartice na pojacalo pa sa pojacala ponovo u tu istu audio karticu? Dali postoji mogucnost da rew radi sa dve kartice, jedna da prihvata test signal i salje na pojacalo a druga audio kartica kao dac? Malo mi to nije jasno kako funkcionise to merenje sa rew i nekom audio karticom. Onako kako ja to vidim i razumem jeste: rew posalje 1k sine u pcm formatu na ulaz u pojacalo, moze i analogni a moze i digitalni signal? Onda dalje sa izlaza iz pojacala nazad u ADC audio kartice sa diff analognim ulazom? Sta ako audio kartica ima 120db thd+n to bi znacilo da bi mi bili ograniceni na taj nivo?

REW ima dve mogućnosti za akviziciju signala koji će analizirati: ADC preko ASIO drajvera (ima i Java drajver, ali su njegove mogućnosti ograničene) ili WAV snimak sa diska.

Cosmos ADC je trenutno najbolji merni ADC na tržištu, ne isključujem da postoji i neki bolji, ali takav sigurno ne može da se dobije za 150 US$.
Test signal može da dođe iz bilo kog izvora jer u većini slučajeva nije potrebna sinhronizacija takta pobude i odziva. Kod mene je izvor pobude Viktorov analogni oscilator sa fiksnom frekvencijom od oko 999Hz i THD boljim od -150dBc.

Inače, isprobao sam REW istovremeno sa dve kartice - Motu Audio Express kao generator i Cosmos ADC kao merni ulaz. To za sada funkcioniše samo sa drajverom FlexASIO.
Međutim, THD generatora u Motu kartici je previsok za vrhunska merenja i njega koristim samo za merenje Bode dijagrama.
Inače, za sada ni jedan DAC ne može po THD da se približi vrhunskim analognim oscilatorima, pa zato i aktuelna linija AP 55x pored digitalnog generatora ima i analogni oscilator.

Ovo gore što sam podebljao je jedna od mogućih varijanti, drugu sam pomenuo ranije.

Ako tvoje pojačalo pokaže THD od -120dBc, onda je reč senzacija preslaba za takav rezultat. Kod takvih uređaja se onda koristi metoda eliminacionog (notch) filtera i niskošumnog pojačanja reziduuma, pa tako može da se siđe i do -150dBc.

Vidim da vrlo brzo razmišljaš, ali i da se malo mučiš sa ovim merenjima, pa moram da pitam da li si se nekada bar malo bavio teorijom signala i linearnih sistema.
Ako nisi, trebalo bi da nešto od toga pročitaš, a mi smo tu da ti odgovorimo na pitanja.

Merenjima vremenski promenljivih signala se bavim već 50 godina, ali i dalje učim - od kada sam se učlanio u forum popunio sam dosta praznina na polju audio merenja.

[savan]

Hvala Braco! Instalirao sam Rew, u setings se vidi ASIO  i Amanero ali ne postoji mogucnost za izbor druge sound kartice, vidim samo ch1 i ch2 u dropdown meniju. Ne znam sta je ulaz a sta izlaz, dali je izlaz za test signal a ulaz povrat sa adc ili je obrnuto, moram pogledati po koji video na yt da vidim kako se to podesava. Amanero bi trebao da se podesi da bude taj koji ce da primi test signal a druga kartica bi trebala da bude adc, ali za sada ne vidim mogucnost kako to da postavim u rew setup. Ne znam ni sta se kalibrise, ulaz ili izlaz. Znaci i pobuda moze da se vidi u rew kolika joj je thd? A moze i zvucna kartica? Nema veze, prelistacu sutra koji video pa pitam ako me nesto bude interesovalo!

[Braca]

Ovde ne mogu puno da ti pomognem.

Amanero je USB -> i2s interface, tako da odatle možda može da ide pobuda.
Za ulaz je potreban ADC, ali i zajednički drajver jer REW nema mogućnost istovremenog rada sa dva ASIO drajvera.

REW ti prikazuje dva izlazna kanala pa uključi generator na, recimo, 1V i 1kHz, a onda pogledaj da li na i2s, odn. pojačavaču imaš taj signal.

[savan]

Pprobao sam ali mi trazi kalibraciju a kada odradim te stepove kaze mi da imam nesto nula, poiskljucivao sam sad uredjaje pa ne mogu sad da kazem sta je tacno, uglavnom ne funkcionise. Pogledam sutra koji video! Zamisao mi je da pobuda bude 1k sine u dsd formatu koji ce da udje u Amanero i prosledi preko Amanera u pojacalo, e sad kako cu resiti audio kartu (adc) videcu nekako (ako to uopste bude moguce sa rew i amanero), verovatno je to vec neko i probao da mu amanero bude pobuda pa bi trebalo malo da prelistam po netu

[Braca]

Kalibracija se kod audio kartice radi u loopback modusu, pri čemu se nivo postavljen na generatoru još kontroliše AC voltmetrom.
Pratim redovno teme u vezi primene REW, ali do sada nisam video rešenje sa digitalnim izlazom.
Jedini ASIO drajver koji podržava dva interfejsa na USB je FlexASIO i, kao što sam već napisao, prva proba mi je uspela.
FlexASIO ima puno parametara za podešavanje, koje tek treba da proučim.

[savan]

Probacu sa flex asio, dobro je sto je open source i sto postoji mogucnost kontakta sa developerom pa i mogucnost za nesto dodatno da se implementira

Edit
Instalirao flexasio i dobio sam neki pomak, odradio i kalibraciju, sad koliko je dobro i sta dalje trenutno nisam u toku ali pokusacu sa dva amanero jedan za input jedan za output, ako to bude proradilo e onda gledati da nabavim Cosmos adc i jednu ct7302pl plocicu da napravim koja ce da konvertuje u dsd64 ili u pcm po potrebi kao pobudu, e sad dali ce sve to tako raditi i kako ce raditi, nadam se.

Edit
Proban i test signal preko internog amanera u mom uredjaju gde imam i ct7302pl, podeseno na 32bit u rew, funkcionise na zvucnicima!

[savan]

Predpostavljam da je ovo sto sam dobio test same zvucne karte tj amanera? Kartica podesena na: prva slika, 32bit, samplerate 44100Hz, 1k sine, druga slika, 32bit, samplerate 384000Hz, 1k sine. Braco ako treba nesto dodatno da probam tu sam!

[Braca]

Nisu mi realni ovi rezultati, sa FFT od 64k ne dobija se prag šuma od -200dBFS, us pektru dominiraju neharmonički pikovi čija se visina između FS od 44,1 i 384kHz razlikuje za 20dB, pa zato moramo da počnemo od početka, tj. kalibracije.

Kakva je bila hardverska konfiguracija pri kalibraciji, tj. šta fizički predstavljaju IN 0 FL, OUT 0 FL, itd?

Kako je fizički ostvarena petlja (loopback) između ulaza i izlaza i kako znamo da FS iznosi 1V?

[savan]

Da u pravu si, i ja sam malo razmisljao i dosao da toga da je to ustvari cini mi se internalno softverski odradjen loop u samom amaneru sa levog kanala na desni kanal. Sad ne znam dali je u sve ukljucen i Xlinix, Xlinix je cpld, ako je i xlinx ukljucen u taj softverski loop koji se desio tako kako je podeseno na slici onda je to to ako nije ukljucen onda bi trebalo da bude drugaciji rezultat na samom i2s izlazu ako je xlinix taj koji generise i2s. Stvarno nebi znao, amanero je open source hardware ali nije open source softvare tako da ne znam kako funkcionise, dali mu je xliinix taj koji radi sample rate itd ili je on tu samo da generise i2s stvarno ne znam. Znaci ako je xlinix ukljucen u sve to onda nebi trebalo da bude razlike na i2s izlazu. https://amanero.com/ . Nista ja tu nisam prikljucivao na izlaz amanera (i2s), to sto vidis to je sve preko usb. Na slici post 717 je odradjena kalibracija i podeseno je automatski na -12db a phase mu je idealno ravan na nuli, dali je realno ne znam stvarno, deluje da jeste, izbacio bi Rew neku gresku da nije. Mada je vrlo moguce da je to ustvari rezultat zbira usb kontrolera mog racunara i amanera? A sto se tice te razlike od 20db moguce je jer je amaneru limit 384k kada je PCM u pitanju pa mu je tu mozda vec malo pretesko da to odradi kako treba za razliku od toga kada je 44.1k pa odatle i ima za 20db vece izoblicenje. Nebi znao. Ct7302pl ima thd+n = -179db tako da nije nemoguce da i amanero ima nesto slicno. Kod mene u uredjaju imam optiku, pa imam analogni ulaz, i imam amanero, kada poredjam po zvucnom kvalitetu sa sigurnoscu mogu da kazem da je amanero na prvom mestu sa ogromnom razlikom na analogni ulaz, optika je tu negde u sredini, ali je amanero definitivno pobednik sto se zvuka tice. Veza je na istom racunaru i usb i analogni ulaz i optika, testirao sam tako sto sam na istoj pesmi menjao ulaze u ct7302 internalno.