Ligger det en begränsning hos switchade slutsteg.., klass D

av **NNord** » 2004-07-14 10:58

Ligger det en begränsning hos switchade slutsteg
vad det gäller frekvensomfång?

Har detta att göra med den dära filtreringen man gör
på signalen..

Verkar som Klass D förstärkare inte kan återge signaler
under 10hz, vissa specar 10hz som undre gränsfrekvens,
vissa 5hz..

av **Svante** » 2004-07-14 14:09

Klass D borde i princip funka ner till DC.

av **NNord** » 2004-07-14 14:24

Fick detta svar från en tillverkare av klass D stärkare,
angående operation under 10hz, i värsta fall under 5hz

"On class D amplifiers and in general on all those working in switching mode, it is technically impossible to go below these frequecies."

av **Style** » 2004-07-14 17:26

törs man fråga varför du vill förstärka signaler på 5Hz?

av **Max_Headroom** » 2004-07-14 17:30

Hmm, en switchande förstärkare är väl "av" eller "på". Vid DC så måste den ju stå på "på" hela tiden. Det kanske inte fungerar så bra?

av **Svante** » 2004-07-14 17:43

Max_Headroom skrev:Hmm, en switchande förstärkare är väl "av" eller "på". Vid DC så måste den ju stå på "på" hela tiden. Det kanske inte fungerar så bra?

Nix. Om den switchar mellan +100 V och -100 V hela tiden och du vill ha +80 V, så ska den vara på +100 V 90 % och -100 V 10 % av tiden. Då blir medelvärdet efter lågpassfiltret på utgången +80 V.

Jag begriper i alla fall inte varför du fått ett sånt svar från tillverkaren, vem var det?

av **NNord** » 2004-07-14 22:54

Jag kan kolla tillverkaren imorgon, jag är inte på jobbet nu,
har info där...

Style:
klart jag vill ha 5hz, det är ju med en viss avrullning också,
som kanske startar högre upp.
Vissa klassiska verk har information ner till 4hz.
Slutet syste,, klart jag måste ha headroom !

:lol:

av **Style** » 2004-07-14 22:59

har du kollat egenfrekvenserna i huset? 16 jättehögtalare och infraljud kan nog få huset att trilla ihop

av **NNord** » 2004-07-14 23:03

tror inte jag ska spela så starkt

av **Svante** » 2004-07-14 23:06

Style skrev:har du kollat egenfrekvenserna i huset? 16 jättehögtalare och infraljud kan nog få huset att trilla ihop

Det kanske är de han ska kolla... :lol:

av **NNord** » 2004-07-15 08:38

www.powersoft.it

De har en inbyggnadsmodul som heter nått i stil med "3600"
det är DEN det gäller...

av **Svante** » 2004-07-15 10:21

Ja, jag vet faktiskt inte vad det beror på, men jag skulle gissa att det beror på en kopplingskondensator nånstans, snarare än en principiell begränsning i klass D. Uppgifterna du fått var ju från marknadsavdelningen... :wink:

av **NNord** » 2004-07-15 10:35

Hur vet du att jag fått ifrån marknadsavdelningen?

av **Svante** » 2004-07-15 11:12

NNord skrev:Hur vet du att jag fått ifrån marknadsavdelningen?

Hehe, nej det vet jag ju inte. Men viss marknadsföringfiltrering brukar det väl vara i alla företagskontakter.

av **Svante** » 2004-07-15 19:57

Kom på en anledning att bandbegränsa nedåt. Om man vill ha DC ut kommer ena utgångstrissan (som ju då leder en större del av tiden) att bli drabbad av mer effekt. Det kan det tänkas att den inte tål. Om det är AC som kommer ur förstärkaren så kommer ju effekten att fördelas mellan trissorna.

av **Pabo** » 2004-07-18 09:29

Pulsbreddsmodulering fungerar som någon skrev tidigare på så vis att för att generera nollsignal så har man 50% pulsbredd dvs den övre trissan är på 50% avtiden och den undre sedan i 50% av tiden. För att generera 90% av spänningen mellan plus och minusmatningen så skall man alltså ha på den övre trissan i 90% av tiden och den undre i 10% av tiden. Frekvensen påverkar alltså inte detta förutom i självsvängande klassd-kopplingar där även derivatan påverkar pulsbredden. Problem vid drivning uppstår generellt i klippning där man skall slå på den övre (bootstrappade) trissan under en väldigt lång tid och skulle då klippning ske vid en riktigt låg frekvens så kommer trissan slås av efter ett tag. De flesta förstärkare innehåller dock klippkretsar som förhindrar detta och då blir låga frekvenser inte ett problem´.

Generellt sett så är klassd-kopplingar halvbryggor, det är detta som begränsar frekvensomfånget neråt. Vid en positiv utström kommer drosseln, som ju är strömtrög, att ladda bulkkondensatorn på den negativa railen med samma energi som man pumpar in i högtalaren. Detta kallas railpumping och ger upphov till spänningsökning över utgångssteget samt bulkkondensatorn. För att begränsa detta ökar man storleken på kondensatorn men man kan aldrig återge DC med en halvbrygga. Är det fråga om en fullbrygga så finns inte railpumping problemet och då kan man alltså återge DC utan problem. Har förstärkaren ändå frekvensomfångsbegränsning neråt så är det av skyddsskäl.

Uppåt i frekvens finns begränsningen på grund av att man inte kan switcha hur fort som helst. Man vill begränsa ripplet på utången till kanske +/-500mV och det kräver att filtret bryter ett visst antal oktaver ifrån switchfrekvensen. Om man switchar vid 500kHz så är ett 2:a ordningens lågpassfilter som bryter vid 50kHz vanligt och detta ger ju en viss fasvridning även vid 20kHz.

I vår VCCA-teknik har vi ca 15 grader fasvridning vid 20kHz vilket är mindre än vad de flesta motkopplade topologier har. Bandbredden är då ca 70kHz closed loop.

av **NNord** » 2004-07-18 11:06

Så med andra ord är det bara att glömma Klass D om man
vill använda steget under 10hz, Är det korrekt?

av **Svante** » 2004-07-18 11:08

Pabo skrev:Generellt sett så är klassd-kopplingar halvbryggor, det är detta som begränsar frekvensomfånget neråt. Vid en positiv utström kommer drosseln, som ju är strömtrög, att ladda bulkkondensatorn på den negativa railen med samma energi som man pumpar in i högtalaren. Detta kallas railpumping och ger upphov till spänningsökning över utgångssteget samt bulkkondensatorn. För att begränsa detta ökar man storleken på kondensatorn men man kan aldrig återge DC med en halvbrygga. Är det fråga om en fullbrygga så finns inte railpumping problemet och då kan man alltså återge DC utan problem. Har förstärkaren ändå frekvensomfångsbegränsning neråt så är det av skyddsskäl.

Det där förstår jag inte, men jag tror det beror på att jag inte ser schemat framför mig. Skulle du kunna visa ett schema så att man förstår var kondingarna och drosslarna sitter? Och med halvbrygga och fullbrygga menar du som det är med vanliga slutsteg, eller (dvs 2 eller 4 utgångstrissor)?

av **Pabo** » 2004-07-18 20:09

Svante

Har tyvärr ej tid med schemaritning då jag håller på att bygga kök, men jag kan försöka förklara lite tydligare.

De flesta klassd-kopplingar idag som tex Zappulse, UCD, de flesta digitala samt min egen VCCA är halvbryggor vilket innebär att de är uppbyggda som ett traditionellt push pull-emitterföljarutgångssteg som genererar powerpulser till utgångsfiltret och vidare till högtalaren. Detta innebär att man har plus-minusmatning med likriktarbrygga och ellyter precis som i traditionella förstärkare. En sådan nätdel är lågimpediv när den skall höja spänningen men den kan inte sänka spänningen vilket jag berättar för att ni skall förstå vad som händer vid railpumping.

När man switchar utgångssteget med 50% duty cycle så är audioströmmen noll i drosseln men så fort man börjar generera en positiv audioström (eller negativ men med omvänt resultat) så kommer man få railpumping eftersom drosseln är strömtrög. När den övre trissan stänger av sig och den nedre går till så kommer strömmen fortsätta åt samma håll i drosseln med med en negativ derivata. Det positiva absolutvärdet av strömmen kommer dock innebära att man flyttar energi ifrån den positiva ellyten till den negativa. Detta är inget problem vid höga frekvenser eftersom medelvärdet av musik är noll men vid låga frekvenser hinner drosseln ladda upp den negativa ellyten till nivåer som kan orsaka problem.

Köper man en ICEpower så har man inte det problemet eftersom det är en fullbrygga och därmed flyter alltid strömmen (eller hålen men ...) mellan plus och minus. Det man gör för att skapa växelspänningn i en fullbrygga är att vända polaritet på en DC-spänning mha av fyra FETar.

av **Svante** » 2004-07-18 20:33

Pabo skrev: Det positiva absolutvärdet av strömmen kommer dock innebära att man flyttar energi ifrån den positiva ellyten till den negativa. Detta är inget problem vid höga frekvenser eftersom medelvärdet av musik är noll men vid låga frekvenser hinner drosseln ladda upp den negativa ellyten till nivåer som kan orsaka problem.

Typ såhär?
Bild

Du menar att under den korta tiden går strömmen fortfarande i pilens riktning och kommer att ladda upp (ner?) den undre nätdelskondingen?

Hmm, lattjo. Eller, det tycker förstås inte du (som förstärkarkonstruktör) men i princip.

Följdfråga: kondensatorn C som jag ritat in, finns den, och spelar den in på nåt sätt? Kanske finns det ett R också?

PS lycka till med köket! Visst är det skönt med semester?

av **Pabo** » 2004-07-18 22:10

Svante

Exakt rätt!

Vid låga frekvenser blir uppladdningseffekten stor.

Tack för lyckönskningen, vad gör man inte när det regnar. :lol:

av **Naqref** » 2004-07-18 22:17

Helbryggor är alltså just bryggade förstärkare!?

av **Svante** » 2004-07-18 22:19

Följdfrågan då (om köket tillåter :wink:

)?
"Kondensatorn C som jag ritat in, finns den, och spelar den in på nåt sätt? Kanske finns det ett R också? "

Eller: hur brukar glättningsfiltret se ut, är det bara en spole?

av **Svante** » 2004-07-18 22:39

Naqref skrev:Helbryggor är alltså just bryggade förstärkare!?

Typ, såhär, gissar jag:

Bild

Det blir ingen obalans mellan kondingarna då, de får helt enkelt tillbaka lite laddning under 10%-delen. Kul!

av **Naqref** » 2004-07-18 22:55

Just så menade jag!

Har du fått många konstiga frågor från studenter Svante? :wink:

av **Pabo** » 2004-07-18 23:01

Svante

C finns och i fullbryggan använder man tre st och två drosslar för att dämpa common mode samt diff mode störningar. Ett C på vardera sidan om högtalaren till minusrailen och ett C över ögtalaren. En drossel i vardera mittpunkt i bryggan, ofta lindad på samma kärna.

av **Svante** » 2004-07-18 23:23

Naqref skrev:Har du fått många konstiga frågor från studenter Svante?

Varför tror du det? :wink:

Fast egentligen vill jag nog ha fler frågor än jag får, det brukar bli bäst när det blir en dialog. Frågan om klass d har dykt upp och jag har väl känt att jag borde veta mer än jag gjorde.

av **Naqref** » 2004-07-18 23:29

Svante skrev:Varför tror du det? Fast egentligen vill jag nog ha fler frågor än jag får, det brukar bli bäst när det blir en dialog. Frågan om klass d har dykt upp och jag har väl känt att jag borde veta mer än jag gjorde.

Lite OT: Är det F-studenter som frågar minst även där?

av **Svante** » 2004-07-18 23:47

Naqref skrev:Lite OT: Är det F-studenter som frågar minst även där?

Jag vet inte, faktiskt. Rent generellt får man väl säga att jag sällan behöver ryta till på grundskolemanér för att få tyst i klassen. :wink:

Visst finns det skillnader mellan program, men största skillnaden är nog när jag undervisar icke-tekniker, som logopeder. Då blir det liv i luckan och många frågor.
Jag är rätt fascinerad av såna här skillnader, men försöker ändå se till att bemöta varje ny person som just en ny person och inte en F-are eller E-are. Det är rätt viktigt, tycker jag.

av **NNord** » 2004-08-25 20:52

jag känner inte att jag fick något bra svar på min fråga.
:cry: