Ljudkaraktär av switchande (PWM) förstärkare

[Hedlund_inaktiv]

Nu har jag haft tre olika PWM förstärkare hemma på visit och minst två av dom skulle "revolutionera" ljudet och vara bland det bästa som finns enligt tester och reklamen.
Dessa var PS Audio HCA-2 och BelCanto Evo 200.2
Den tredje är Audio Research 150.2
Även ett hemmabyggt Ice-power steg har varit här, med liknande resultat som dom andra, men eftersom det är ett hemmabygge så vill jag inte påstå att dess ljudkaraktär beror på tekniken i sig.

Generellt sett låter alla väldigt platt och två dimensionellt.
Finns inget djup i ljudbilden och allt är placerat mellan högtalarna.
Alla tre har liknande ljudkaraktär.

Finns det fler som har gjort samma erfarenhet av PWM förstärkare ?
Är detta platta ljud något som drabbar alla PWM förstärkare p.g.a. tekniken i sig ?
Kan "karaktären" komma från den bärvåg som komparatorn i PWM förstärkaren hela tiden jämför med ???

Vad tror ni ?

[Moment-23]

Nu har jag haft tre olika PWM förstärkare hemma på visit och minst två av dom skulle "revolutionera" ljudet och vara bland det bästa som finns enligt tester och reklamen.
Dessa var PS Audio HCA-2 och BelCanto Evo 200.2
Den tredje är Audio Research 150.2
Även ett hemmabyggt Ice-power steg har varit här, med liknande resultat som dom andra, men eftersom det är ett hemmabygge så vill jag inte påstå att dess ljudkaraktär beror på tekniken i sig.

Generellt sett låter alla väldigt platt och två dimensionellt.
Finns inget djup i ljudbilden och allt är placerat mellan högtalarna.
Alla tre har liknande ljudkaraktär.

Finns det fler som har gjort samma erfarenhet av PWM förstärkare ?
Är detta platta ljud något som drabbar alla PWM förstärkare p.g.a. tekniken i sig ?
Kan "karaktären" komma från den bärvåg som komparatorn i PWM förstärkaren hela tiden jämför med ???

Vad tror ni ?

Jag har lyssnat på nuforce ia-7 och jag upplevde inte det du beskriver. Tvärtom tyckte jag att ljudbilden var både djup och bred. Dock kan det vara så att mina krav är "något" lägre än dina

Om du inte redan gjort det så föreslår jag en lyssning av deras värsta prylar, försteget p-9 och monoslutstegen reference 9 v2 SE. Specarna är helt sinnessjuka, men om det också låter så bra som specarna antyder vet jag inte.
Nuforce använder sig av en annan våg för att modulera signalen än övriga pwm stärkare, så det kanske ligger något i det du skriver.

Du kan läsa mer om deras teknik och produkter på www.nuforce.com.

[Naqref]

Du kan läsa mer om deras teknik och produkter på www.nuforce.com.

Eller så gör man en sökning här.

[Hedlund_inaktiv]

Moment-23:

Jag har haft ögonen på Nuforce ett tag då dom fått så fina recensioner, men jag blev lite avskräckt när jag såg hur många som var till salu som begagnade. Tyvärr är det många "revolutionerande" produkter som tar den vägen.
Eftersom jag inte hört någon Nuforce 9.02 ännu, så kan jag inte påstå att 9.02 tillhör denna "revolutionerande" gruppen, men mängden begagnade får mig att avvakta lite innan jag vågar hoppa på något.

[guldfisk]

Sök på "nuforce" här på forumet. Jag läste någon recension på någon sajt där de inte klarade sig särskilt bra.

[RogerGustavsson]

Här får de ingen vidare kritik: http://www.hardwareanalysis.com/content/article/1831/

[Richard]

Min erfarenhet av switchade förstärkare är inte så enormt stor.

Dock, innehar jag själv en sonyreceiver ( hemmabio ) som är heldigital, dvs. signalen omformas via komplicerade omräkningar till ett noiceshapat 6-bitssystem redan på förstegsnivå, sk. s- master teknik.
( Man kan läsa mera på sonys whitepaper om tekniken bakom ).

Detta skall inte sammanblandas med analoga switchförstärkare, där signalen måste omformas till den digitala domänen. Sonys s-master är, så vitt jag kan förstå ,befriad från konvertering till den analoga sfären, ända till slutdelen på slutsteget. Man kopplar dvd:n direkt via optisk kabel till förstärkeriet.

Denna förstärkare har jag blindtestat nyligen mot en Denon 1907 och sonyn var vid 2 kanalslyssning klart överlägsen. Vid mångkanalåtergivningen var resultatet snarlikt. ( Denonen skickades omedelbums tillbaka till hifiklubben )


Slutsteg baserade på ICE powermoduler har jag inte varit imponerad av.

[Naqref]

Detta skall inte sammanblandas med analoga switchförstärkare, där signalen måste omformas till den digitala domänen. Sonys s-master är, så vitt jag kan förstå ,befriad från konvertering till den analoga sfären, ända till slutdelen på slutsteget.

Kan du nämna någon analog klass-d-förstärkare där man måste omvandla till den digitala domänen innan man gör om det till analog igen?

Ang. Sonys digitala förstärkare så fick jag nys om en teknisk och ljudmässig bedömning av dem av någon som definitivt har kompetensen och det var inte upplyftande att höra. Disten i diskanten gick upp till lätt hörbara nivåer även vid någon w.... Det är klart om man gillar det så kan man med gott samvete fortsätta att lyssna på dem.

[UrSv]

Jag tror Richard menar "Detta skall inte sammanblandas med analoga switchförstärkare, där signalen måste omformas till den analoga domänen"...

[Naqref]

Fast till den analoga domänen måste det ju omvandlas till i vilket fall (före effekttransistorerna).

[Hedlund_inaktiv]

Fast till den analoga domänen måste det ju omvandlas till i vilket fall (före effekttransistorerna).

Det beror nog på om man anser att PWM är en analog eller digital signal.
I mina ögon är PWM analog hela tiden, bara det att den måste filtreras på utgången för att ta bort switchfrekvensen från komparatorn.

Vad det gället en analog signal så måste den omvandlas till PWM signal, medan den digitala (PCM) också måste omvandlas till PWM signal innan den skickas vidare till switchtransistorerna.
Om det ena är bättre än det andra kan jag inte svara på, men i mina öron låter allt som är PWM baserat ganska mediokert.
I alla fall har dom PWM förstärkare jag provat hittills gjort det.

[Naqref]

Det beror nog på om man anser att PWM är en analog eller digital signal.

Den kan vara antingen eller. Antingen så sker switchningen tidsdiskret (digitalt) eller tidskontinuerligt (analogt).

[Richard]

Detta skall inte sammanblandas med analoga switchförstärkare, där signalen måste omformas till den digitala domänen. Sonys s-master är, så vitt jag kan förstå ,befriad från konvertering till den analoga sfären, ända till slutdelen på slutsteget.

Kan du nämna någon analog klass-d-förstärkare där man måste omvandla till den digitala domänen innan man gör om det till analog igen?

Ang. Sonys digitala förstärkare så fick jag nys om en teknisk och ljudmässig bedömning av dem av någon som definitivt har kompetensen och det var inte upplyftande att höra. Disten i diskanten gick upp till lätt hörbara nivåer även vid någon w.... Det är klart om man gillar det så kan man med gott samvete fortsätta att lyssna på dem.

Tja, det var inte upplyftande att höra, kanske gillar jag disten ?
S-mastertekniken kanske är konstruerad för att vara " öronvänlig ", vem vet?

[MP_inaktiv]

Du kanske bara har ett behov att påstå något.

[Hedlund_inaktiv]

Det beror nog på om man anser att PWM är en analog eller digital signal.

Den kan vara antingen eller. Antingen så sker switchningen tidsdiskret (digitalt) eller tidskontinuerligt (analogt).

För att lära mig något nytt, kan du utveckla det och förklara vilka skillnaderna är ?

Vad betyder tidsdiskret resp. tidskontinuerligt ?
Har det med pulslängden att göra ?

[Naqref]

Ska göra ett försök att förklara.

Först:
Diskret är i detta fallet entydiga mängder.
http://sv.wikipedia.org/wiki/Diskret_matematik

Kontinuerligt är att man inte har några avgränsningar i mängd.
http://sv.wikipedia.org/wiki/Kontinuum



Om vi tänker oss en digital förstärkare som använder sig av pwm. Låt oss säga att den har 4 bitars upplösning. Då kan den anta 16 olika värden. Låt oss vidare säga att den arbetar med den väldigt låga frekvensen 62500Hz (kan funka om den är gjord för motorstyrning exempelvis). Då har vi den totala tiden för en cykel på 16us. Rätt praktiskt. Då kan vi få värden enligt följande:

Kod: Markera allt

Tid hög   Tid låg
1us         15us
2us         14us
3us         13us
[...]
8us         8us   (noll)
[...]
13us       3us
14us       2us
15us       1us


Vi har alltså diskreta tidsintervall om 1us som man kan arbeta med. Upplösningen i tiden blir aldrig bättre än så i detta fall. Det är så en digital pwm-förstärkare fungerar i grunden.

För den analoga motsvarigheten så kan vi få vilka värden som helst i tiden mellan 0 och 16us. Det innebär att vi kan i princip få oändlig amplitudupplösning (efter utgångsfiltret) redan vid 62500Hz där den digitala varianten bara har 4 bitar.

[Hedlund_inaktiv]

Tack för det Naqref.

Tidsdiskret och tidskontinuerlig var nya begrepp för mig, men nu vet jag vad dom betyder.

Vad tror du skulle vara en lämplig frekvens för en traditionell analog PWM förstärkare ?
Hur många amplitud jämförelser behöver man göra för att inte tappa för mycket av upplösningen i diskanten ?
5, 10, 25, 50 eller kanske 100 ggr ?
Dom förstärkare jag provat ligger runt 10 ggr 20000 Hz = 200 KHz och ingen av dom har haft speciellt bra diskant.

Ska bli spännande och se vad klass D förstärkare har att ge när dom börjar komma upp i 50 eller 100 ggr 20000 Hz = 1-2 Mhz för PWM genaratorn.

Kanske finns det redan. Någon som känner till någon klass D förstärkare som lyckats komma upp i 1-2 Mhz ännu ???

[Piotr]

Tror att LC audios (och kanske Lars nya konstruktion under eget flagg) PWM moduler går att köra upp till 1MHz.

/Peter

[Naqref]

Gissningsvis så ligger den rimliga switchfrekvensen (naturligtvis beroende på effekt och applikation) på runt 0.5MHz. Går man upp över det så får man nämligen andra problem. Främst en ökad mängd störningar (pumpa flera ampere vid 1MHz innebär stora problem med rf-strålning) men också sämre verkningsgrad (p g a det går åt mycket mer ström för att driva gate-kapacitanserna).

[Almen]

gate-kapacitanserna

Alltså ingångskondingen på switchtransistorn?

[Naqref]

gate-kapacitanserna

Alltså ingångskondingen på switchtransistorn?

Ingångskondingen som bildas internt vid gaten (styrbenet) på mosfet-transistorn, jepps.

Ökar man frekvensen med det dubbla så fyrdubblar man effektförlusten.

Det är samma mekanism som gör att processorer drar mycket ström och där en halvering av frekvensen reducerar effektförbrukningen till ungefär 30%.

[Richard]

Du kanske bara har ett behov att påstå något.

Det verkar vara du, som har behovet

[Hedlund_inaktiv]

Frågade LCaudio om deras nya ZapPulse 800XE och fick svaret att deras switch frekvens ligger på 450 KHz.
Vet dock inte hur hög frekvens Lars egen konstruktion har, så det kan vara att den är högre.
Annars stämmer det ganska väl med Naqref's teori om att gränsen idag verkar ligga runt 0,5 Mhz.

Så för min del blir det att vänta på högre frekvenser innan jag vågar testa klass D förstärkare igen, och jag skulle hellre se en förstärkare på kanske 30-50 Watt, vettig kapacitet att lämna ström, men som har en switchfrekvens på 1 Mhz eller mer.

En annan intressant design detalj från 800XE är att kanalerna verkar ha en förskjutning av switch frekvenserna emellan sig, så att man ska slippa interferens mellan kanalerna.

Åter igen ett fenomen med strömmar i jordplanet som påverkar ljudkvalitén ???

[Richard]

Frågade LCaudio om deras nya ZapPulse 800XE och fick svaret att deras switch frekvens ligger på 450 KHz.
Vet dock inte hur hög frekvens Lars egen konstruktion har, så det kan vara att den är högre.
Annars stämmer det ganska väl med Naqref's teori om att gränsen idag verkar ligga runt 0,5 Mhz.

Så för min del blir det att vänta på högre frekvenser innan jag vågar testa klass D förstärkare igen, och jag skulle hellre se en förstärkare på kanske 30-50 Watt, vettig kapacitet att lämna ström, men som har en switchfrekvens på 1 Mhz eller mer.

En annan intressant design detalj från 800XE är att kanalerna verkar ha en förskjutning av switch frekvenserna emellan sig, så att man ska slippa interferens mellan kanalerna.

Åter igen ett fenomen med strömmar i jordplanet som påverkar ljudkvalitén ???

En sak är säker: Switchade förstärkare är framtiden, vare sig vi vill eller inte. Energisnålt, billigt för tillverkarna, lätta produkter, mindre värmeutveckling. Eftersom jag själv upplever en förbättring ( klarare ljud ) mot en konventionell förstärkare med min s-master receiver, innebär det troligen för många ett bättre ljud, även om det jag upplever kanske är en färgning.

[silvervarg]

Richard: En sak är säker: Switchade förstärkare är framtiden, vare sig vi vill eller inte. Energisnålt, billigt för tillverkarna, lätta produkter, mindre värmeutveckling....

Nja, framtiden är det som säljer bra.
Dvs det som slutkunderna efterfrågar. Visserligen kan man styra dem en aning med reklam och låga priser etc. Om något märke däremot får stämpeln att det är dåligt ljud eller bra ljud eller dålig kvalitet etc så spelar det enormt stor roll.
Vi har dock sett flera stora tillverkare göra switchade förstärkare, medans vi fortfarande ser mångs stora tillverkare som inte har gått den vägen ännu. Jag tror att vi under lång tid frammåt kommer att se en stor spännvidd på vad som erbjuds konsumenterna.

[Naqref]

Hedlund: Har du testat någon Hypex-förstärkare?

[Hedlund_inaktiv]

Hedlund: Har du testat någon Hypex-förstärkare?

Nej det har jag inte.
Något du labbat med och skulle rekommendera ?

Silvervarg:
Du har nog rätt i att flera av dom stora (välrenomerade) tillverkarna avvaktar med PWM.
Audio Research var inne på det med sina 150.2 och 300.2 men har nu återgått till traditionell förstärkareteknik på sina transistor slutsteg.
Ett tecken på att dom inte hittade ända fram med PWM teknik ???

http://www.arcdb.ws/SD135/SD135.html

[HSIVP]

Hypex förstärkaren verkar väldigt intressant, ingen av er som har provat den?
Undrar vad det skulle kosta att bygga ihop en 700w förstärkare?

[Pabo]

Tillbaka till analog eller digital PWM

Faktum är att det går att bevisa att PWM signalen innan utgångsfiltret faktiskt är analog. Det kan enkelt göras genom att man modulerar höjden på den med en svag sinuston och sedan mäter på utgången. Sinustonen återfinns på utgången vilket den inte hade gjort om signalen var digital.

Örat lyssnar till denna fyrkantspuls via utgångsfiltret men detta filter är i sig helt linjärt och tar endast bort HF innehållet innan det matas ut till högtalaren. PWM signalen hade dock kunnat vara digital om örat valde att tolka nivåen under 50% av amplituden som tyst och amplituder över 50% som ljud samt dessutom gjorde så ett visst antal gånger per sekund. Definitionen av om en signal är analog eller digital beror alltså på hur den används.

[Hedlund_inaktiv]

Woops....
Visste inte att vi hade en svensk tillverkare på klass D steg.
Trevligt att se...
Vad tror du Pabo. När kommer det klass D förstärkare med triangelvåg på 1 Mhz eller mer ?
Hur har utvecklingen sett ut dom senaste åren på switchfrekvensen ?