Ny Klass D under utveckling

av **Tekko** » 2007-10-12 14:26

Tekko Audio Labs är tillbaka!

I labbet spelar just nu en ny prototyp under utveckling, en klass d förstärkare som bygger på topologin Delta-sigma modulation.

De på irc har fått en förhandstitt på projektet men nu släpper jag det här.

Kretsarna som används just nu är: TL074, 74HC74, en kristalloscillatormodul på 8MHz och 2st TC4422.

Schema:
Bild

En liten video på förstärkaren:
länk.

av **paa** » 2007-10-12 14:34

Finns det något utförligare om "quantizer" och "power stage"?

av **Almen** » 2007-10-12 15:03

*redundant information borttagen*

Eller var du mer avancerad än jag fattade? :oops:

Tillagt: Jo, så var det nog.

av **Tekko** » 2007-10-12 15:04

Quantizer = 74HC74, Power stage = TC4422, mosfet gatedrivare.

av **soundbrigade** » 2007-10-12 15:45

En kort introduktion till ett sådant här steg hittas här:
PDF

av **Tekko** » 2007-10-12 15:47

Är den jag baserat mitt bygge på.

Testade att bygga det där steget i pdf´n för några år sen men fick den inte att funka alls.

av **soundbrigade** » 2007-10-12 15:53

Funkar ... hur??
Minns någon asenkel grejj i Elektors 500 TIPS med en enkel rampgenerator, komparator och ett switchsteg (ett gäng CMOS-inverterare). Samma princip men enklare

av **Tekko** » 2007-10-12 16:10

http://www.beis.de/Elektronik/DeltaSigm ... Sigma.html <-- detta tycker jag är en bra sida.

av **soundbrigade** » 2007-10-12 16:21

Menade mer - hur låter det? Finns det potential?

av **Tekko** » 2007-10-12 16:36

Åja det finns det gott om, denna är bara på 10 watt men endå har den mer pondus än de flesta av mina andra audio byggen.

Finfint ljud om man bortser från ett än så länge olösy mysterium gällande brus.

Innan jag satte bypasskondingar på kretsarna så brusade stärkaren något ohyggligt, men om jag la ett funger på feedbackledningarna så blev den nästan brusfri. Efter kondingarna så är det ett svagt men hörbart bakgrundsbrus som inte påverkas av något, det kan liknas vid det brus man hör från förstärkare med hög gain.

av **Tekko** » 2007-10-12 19:24

Här kommer lite mätningar på stärkaren:
http://diymania.hv4all.com/sigma%20delta%20modulator/d-amp%20measures/

av **silvervarg** » 2007-10-13 00:14

När jag tittar på mätdata så blir jag lite fundersam.
Vi bortser från det lilla bruset som du nämner (i alla fall för stunden).

På frequency response grafen så förväntar jag mig att en bra förstärkare skall vara hyfsat rak. Säg +/-1dB 20-20.000Hz.
Här är det ungefär +/-1dB 70-10.000Hz.
Vad är det som gör att den tappar så mycket vid låga och höga frekvenser?

av **Tekko** » 2007-10-13 12:33

Gissningsvis utgångskondingarna.

av **soundbrigade** » 2007-10-13 16:55

Måste kolla schemat, men skulle det kunna gå att göra så att man delar upp signalen i positiv/negativ halva och köra pushpull eller tom bryggkopplat? Förstod nån vad jag menade???

av **Tekko** » 2007-10-14 00:27

Och nu är även bruset dödat, allt man hör nu är ett svagt brum och kanske eb väldigt svag ton, syns dock inte i RMAA.

Dock kan man istället höra små artifakter, fast det beskylls fortfarande på layouten och på labbplattan.

av **silvervarg** » 2007-10-14 21:40

Och nu är även bruset dödat

Har du ändrat något på schemat eller var det "bara" ändringar i ledningsdragning etc som gjorde denna förbättring?
Skönt att höra att du löst detta problem, brus är nog bland det mest irriterande man kan ha som problem.

Jag tyckte väl att frequency response grafen hade lite onormalt stor skilland mellan höger och vänster kanal. En lite noggrannare titt i schemat visar tydligt att du har använt lite olika motståndsvärden.
Vänster kanal verkar mäta klart flackare, så i mitt tycke bättre.

Avrullningen vid höre frekvenser, behöver den göras så tidigt för att inte få för mycket artifakter?

Jag misstänker dock att avrullningen vid låga frekvenser inte har något med utgångsfiltret att göra.
Har du provat att öka värdet på ingångskondingen (100nF) till t.ex. 470nF och se om den vill gå lägre i frekvens?

av **Svante** » 2007-10-14 21:44

Hmm, kan man inte skjuta upp kvantiseringbruset i den här kopplingen om man använder ett lite mer komplicerat filter än en integrator?

Ska den användas fullregister, eller som subförstärkare?

av **Svante** » 2007-10-14 21:49

Varför är fö vänster och höger kanal olika?

av **Svante** » 2007-10-14 22:09

Schemat kan brytas ner till detta:

Bild

A är den analoga ingången, G är integratorn, N är störsignalen (kvantiseringsbruset/distorsionen) som introduceras av komparatorn och D är den digitala utsignalen.

Man kan se att

D=N-GD-GA
D+GD=N-GA
D(1+G)=N-GA
D=N/(1+G) - GA/(1+G)
D=N/(1+G) - A/(1/G+1)

dvs om G är till beloppet stor så kommer förstärkningsfaktorn framför A att vara ungefär -1, dvs frekvensoberoende.

Däremot kommer förstärkningsfaktorn framför N att vara frekvensberoende. Detta brukar kallas noise-shaping, och genom att välja ett smart G kan det mesta av kvantiseringsbruset flyttas upp över det hörbara området. Ett bivillkor är att nollställena för 1+G måste ligga i vänstra halvplanet för att kretsen ska bli stabil.

Det är mao en rätt fiffig koppling, men jag tror att den kan bli fiffigare med nåt mer raffinerat än en integrator som G.

av **Tekko** » 2007-10-15 00:30

Jo man kan lägga 2 eller flera integratorer i serie, fast jag har inte grejor at komma vidare, än.

Jo i stort sett byggde jag bara om den bättre men jag gjorde båda kanalerna symmetriska, dvs likadanna i komponentvärden och hyffsat lika konstruktion.

Det där med dither had jag inte riktigt fått kläm på hur man integrerar i signalvägen.

av **Svante** » 2007-10-15 09:17

Tekko skrev:Det där med dither had jag inte riktigt fått kläm på hur man integrerar i signalvägen.

Nej, det är svårt med dither på enbitsomvandlare. Jag har läst en artikel där de tom menade att det är omöjligt att få till riktigt. Ditherbruset överstyr omvandlaren.

av **Tekko** » 2007-10-15 09:55

Yess har läst det själv.

Man får finna sej i bruset helt enkelt när man kör dessa typer av förstärkare och SACD.

Så här låter den nu: länk.

av **Almen** » 2007-10-15 13:14

Spännande!

Du får gärna luska i varför det är så dålig återgivning <100 Hz. Har alltid tänkt att det vore intressant med en klass D som basförstärkare.

av **Tekko** » 2007-10-15 13:22

Nu blir det inget mer på en okänd framtid.

Min enda kristalloscillator bränd pga en glömd jordtåt till en spänningsregulator..

av **Almen** » 2007-10-15 15:07

Tråkigt!

av **soundbrigade** » 2007-10-15 16:16

Tekko skrev:Nu blir det inget mer på en okänd framtid.

Min enda kristalloscillator bränd pga en glömd jordtåt till en spänningsregulator..

Rätt åt dig! Skojjar bara - det hade varit kul om du kunnat komma så långt med dina experiment att du kunnat säga - EUKALYPTUS - JAG HAR FUNNIT DET!!! Och meddelat oss hur man bygger en asenkel välljudande klassD-stärkare.

av **Tekko** » 2007-10-18 16:09

Nu ni!

THD 0.07%!!!
Kör numera en självoscillerande sak liknande UcD/SODA, en TL082 och en TC4422.

Här när resultaten: http://diymania.hv4all.com/selfosc%20cl ... surements/

av **Tekko** » 2007-11-26 22:36

Drömde upp en ny klass d igår testade i sim och där funka den, byggd idag på labbplatta å där funka den efter lite fixande.

Schema: http://diymania.hv4all.com/selfosc%20cl ... scdamp.PNG

av **silvervarg** » 2007-11-29 20:53

Jag lyckas inte förstå alla detaljerna, men det ser inte allt för komplicerat ut. T.ex. var är "oscillatordelen"?
Vad har du för värden på spole+konding i utgångsfiltret?

Nu har ut +12V till "logikdelen" och får ungefär det som max vid punkten E (dvs mellan utgångstranssitorerna). Totala förstärkningen på utgången (punkten A) blir bara ca 2 gånger.

Går det att få till en förstärkning i utgångsdelen så att man kan öka den totala förstärkningen? Ca 10 gånger högre förstärkning vore önskvärt.

av **Tekko** » 2007-11-29 23:43

Hela förstärkaren i sej är en enda oscillator, självoscillerande.

Detta är fortfarande a work in progerss. Det skall läggas till en opamp på ingången.

Spolen skall vara på ca 18-20µH, kondingen i filtret är på 470nF. Vad frekvensen är vet jag inte förrän jag får frekvensräknaren och pc skopet.