Nie widziałem gotowego układu na elementach dyskretnych wykorzystującego PFM.
-
Witamy w największym polskim serwisie internetowym poświęconym w całości zagadnieniom samodzielnej budowy nagłośnienia.
Dzięki DIYaudio.pl poznasz zagadnienia samodzielnej budowy nagłośnienia od podszewki oraz będziesz mógł dyskutować o DIY audio do woli.
Artykuły z dawnego portalu zostały przeniesione do sekcji forum na samym dole.
Wzmacniacze w klasie D?
- Autor wątku Zbig
- Data rozpoczęcia
Nie widziałem gotowego układu na elementach dyskretnych wykorzystującego PFM.
PFM, czyli sterowanie częstością impulsów o stałej szerokości spotyk a się w praktyce w przetwornicach (nawet spotkałem scalony wzmacniacz w klasie D z wbudowaną na zasilaniu przetwornicą PFM), ale prawdę mówiąc dosyć trudne byłoby zastosowanie tego w samym wzmacniaczu w klasie D.
Dlaczego?
O ile w przetrwornicy kluczujemy tylko jeden tranzystor on/off i po prostu zmieniamy częstotliwość impulsów o stałej długości (im nizsza częstotliwość tym niższa moc na wyjściu przetwornicy, wartośc "0" uzyskalibyśmy przy częstotliwości kluczowania 0 Hz), o tyle we wzmacniaczu musimy mieć sygnał wyjściowy dwukierunkowy, więc musimy modulować ilość impulsów równocześnie na "+" jak i na "-".
Ale ponieważ nie możemy zejść z częstotliwością kluczowania dowolnie nisko (poniżej częstotliwosci zaporowej filtra wyjściowego), żeby miec "0" na wyjściu, więc musimy z tą minimalną częstotliwością kluczowac zarówno na"+" jak i na "-", zeby średnia wyszła na zero (coś jak prad spoczynkowy we wzmacniaczach klasy "B"). Niby proste, ale kluczowanie mostka H z dwiema róznymi częstotliwościami wymusza bardzo złożone algorytmy unkania otwarcia obydwu kluczy na raz. Jest to do zrobienia (matematycznie jest to policzalne), ale w praktyce tylko na mikroprocesorach DSP, a nie na elementach dyskretnych.
Dlaczego?
O ile w przetrwornicy kluczujemy tylko jeden tranzystor on/off i po prostu zmieniamy częstotliwość impulsów o stałej długości (im nizsza częstotliwość tym niższa moc na wyjściu przetwornicy, wartośc "0" uzyskalibyśmy przy częstotliwości kluczowania 0 Hz), o tyle we wzmacniaczu musimy mieć sygnał wyjściowy dwukierunkowy, więc musimy modulować ilość impulsów równocześnie na "+" jak i na "-".
Ale ponieważ nie możemy zejść z częstotliwością kluczowania dowolnie nisko (poniżej częstotliwosci zaporowej filtra wyjściowego), żeby miec "0" na wyjściu, więc musimy z tą minimalną częstotliwością kluczowac zarówno na"+" jak i na "-", zeby średnia wyszła na zero (coś jak prad spoczynkowy we wzmacniaczach klasy "B"). Niby proste, ale kluczowanie mostka H z dwiema róznymi częstotliwościami wymusza bardzo złożone algorytmy unkania otwarcia obydwu kluczy na raz. Jest to do zrobienia (matematycznie jest to policzalne), ale w praktyce tylko na mikroprocesorach DSP, a nie na elementach dyskretnych.
Irkowi sie udało opracować driver na bramkach i jakimś operacyjniaku za około 2zł, który ma PFM i ogranicznik wypełnienia.
A co kolega powie na takie rozwiązanie, żeby wziąźć zwykłe PWM i tak przerobić generator trójkąta żeby dawał częstotliwość zmieniającą się wraz z wysterowaniem wzmaka ?
A co kolega powie na takie rozwiązanie, żeby wziąźć zwykłe PWM i tak przerobić generator trójkąta żeby dawał częstotliwość zmieniającą się wraz z wysterowaniem wzmaka ?
Tak to jest wlasnie u mnie zrobione.
PFM to nie znaczy ze impulsy sa stale, po prostu wraz z wypelnieniem zmienia sie tez czestotliwosc. Dzieki temu na niskich poziomach mozna pracowac na bardzo wysokiej czestotliwosci. Przy duzym wysterowaniu czestotliwosc sie zmniejsza wiec mozna wchodzic na ''wysokie wypelnienia'' co jest nie mozliwe we wzmakach ze stala czestotliwoscia. Generalnie to byl trend ktory zapoczatkowal Tripath, obecnie szybkosc elektroniki wzrosla i wraca sie do stalej czestotliowsci. Ma to ta zalete ze mozna laczyc wzmacniacze mostkowo, przy zmiennej czestotliwosci nie bardzo.
---------- Post dodany o 17:12 ---------- Poprzedni post o 17:07 ----------
Niezupelnie, filtr nie jest pulapka rezonansowa tylko jest filtrem dolnoprzepustowym, tlumi tym bardziej im wyzsza jest czestotliwosc kluczowania. Wiec przy wzmaku ze zmienna czestotliwoscia tlumi bardziej przy cichych partiach sygnalu i mniej przy duzych mocach. Przy zmianie wypelnienia widmo sygnalu prostokatnego rozdwaja sie. Jeden prazek ''idzie w gore a drugi w dol'' czestotliwosci. I tak ostatecznym filtrem DP jest sam glosnik, filtr we wzmaku jest tylko po to zeby nie generowac na zewnatrz zaklocen i nie usmarzyc glosnika wysokotonowego nosna.
Zdaje sie ze w ukladach samowzbudnych tez dochodzi do zmiany czestotliwosci wraz z wysterowaniem czy napieciem zasilania. I to drugie najabrdziej mnei niepokoi. Bo jaki to wzmak gdy pracuje przy 50V na 500khz a przy 25V juz tylko 250khz? Dlatego nie zajmuje sie ukladami samowzbudnymi. Maja pewne zalety ale sa trudniejsze z okielznaniem przez amatorow.
Nie wiem, nie chce mi sie robic gotowego stereofonicznego modelu. Przewiduje powazne problemy z petlami mas przy podlaczeniu drugiego kanalu. No i stopien skomplikowania ukladu uczyni go bezuzytecznym a AVT to firma ktora musi zarabiac na kitach. Wiec musza bys proste.
Tego typu układ to raczej wyższa szkoła jazdy więc to chyba nic dziwnego, że prosty nie jest. Tak czy inaczej układ jest tani, a to zawsze jakaś wartość na plus.
Po co dwa kanały ? Przecież mogą być dwa osobne układy mono, tworzące razem stereo.
Po co dwa kanały ? Przecież mogą być dwa osobne układy mono, tworzące razem stereo.
Dual mono w klasie D to troche bez sensu. Zaoszczedzisz na radiatorze i tranzystorach mocy a wydasz na trafa i zasilacze. Wszystko musi miec rece i nogi.
Ale zobaczymy, moze puszzce go jako mono i niech sie inni martwia
Ale zobaczymy, moze puszzce go jako mono i niech sie inni martwia
Spoko, wiem o co chodzi Sprzedawcy lubia wzmaki ''cyfrowe'' bo taka nowoczesnosc dobrze sie sprzedaje. Tylko konstruktorzy i serwisanci ich nie lubia
A swoja droga to ciekawe jak odpaliles taki wzmak na schemacie wzmaka liniowego. Ja mam w swojej klasie D z tego co pamietam to 2000V/us a dobry wzmak liniowy ma tylko 100V/us. A mosfety na wyjsciu sterowane ze zrodla pradowego nie wroza za dobrego narastania. Slyszalem wzmakach co chwala sie ze maja blisko 1000V/us ale to raczej marketing.
Sprzedawcy lubia wzmaki ''cyfrowe'' bo taka nowoczesnosc dobrze sie sprzedaje. Tylko konstruktorzy i serwisanci ich nie lubia A swoja droga to ciekawe jak odpaliles taki wzmak na schemacie wzmaka liniowego. Ja mam w swojej klasie D z tego co pamietam to 2000V/us a dobry wzmak liniowy ma tylko 100V/us. A mosfety na wyjsciu sterowane ze zrodla pradowego nie wroza za dobrego narastania. Slyszalem wzmakach co chwala sie ze maja blisko 1000V/us ale to raczej marketing.
Racja, bo parametry (zwłaszcza moc) prezentują się na ulotkach imponujaco
Co do wzmaka, to zdjąłem mu elementy kompensujące (dla D sa niepotrzebne wrecz szkodliwe), więc S/R podskoczył wystarczajaco, żeby zagrał. Częstotliwość kluczowania jak pamiętam nie była zachwycajaca, ale zadziałało jak trzeba i do potwierdzenia teorii wystarczyło.
Co do wzmaka, to zdjąłem mu elementy kompensujące (dla D sa niepotrzebne wrecz szkodliwe), więc S/R podskoczył wystarczajaco, żeby zagrał. Częstotliwość kluczowania jak pamiętam nie była zachwycajaca, ale zadziałało jak trzeba i do potwierdzenia teorii wystarczyło.
Mialem w rekach do naprawy konstrukcje wzmakow do subow JBL-a ktore byly na TL072! Nawet nie wiem jakie tam bylo kluczowanie. Niby do suba nie jest potrzebna duza czestotliwosc a glownym problemem jest wtedy gigantyczny dlawik wyjsciowy. I wlasnie tam stosowali po 70uH i to chyba filtr 6 rzedu czyli byly trzy cewki. Niestety na wyjsciu zastosowali jakies elektrolity ktore masowo padaja.