Side 1 av 14 12311 ... SisteSiste
Resultater 1 til 20 av 265
Abonnér på denne tråden
  1. #1

    Hva med noen chipamper?

    Tja. Høyttalerne står ferdige og jeg holder på å frese ut aluminiumschassiser til to stk doble Hypex NCore 400 og to fire-kanals UcD34MP til å drive dem med. Til de siste må jeg lodde ihop noen inngangsbuffere også. Jeg kjøpte noen LME49740 quad opamp'er til det prosjektet. Da så jeg at LME49740 var end of life hos TI og bestilte like gjerne en haug. Det viste seg også at LM4780 stereo effectforsterker er end of life. Det er "lifetime buy" som gjelder der også. So I did. IC'ene kostet hhv ca en femtilapp og ca en hundrelapp pr stk - skikkelig high end! Nå sitter jeg her med skuffen full av soon-to-be-obsolete IC'er.

    Og da begynner man jo å fundere på ting som "duh, kanskje jeg skal bygge noen chipamper også?" Det er forsåvidt ikke noe nytt i det, ettersom jeg har tenkt på chipamper + SMPSer en god stund, men det kan jo være mulig å bygge noe som er litt mer originalt enn TI's datablad for LM4780. Det kan være morsomt å sette noen foreløpige designparametre som 100 W pr kanal i 8 ohm, minst 75 dB negativ feedback, minst 150 kHz båndbredde, balansert input, max 20 dB gain, støygulv og forvrengning minst 100 dB under normalt lyttenivå, tilnærmet flatt forvrengningsnivå fra 20 Hz til 20 kHz for å matche NC400'ene. Når vi først tenker å bruke IC'er til minst hundreogfemti kroner pr to-kanals forsterkerkort bør det vel være såpass.

    Strømforsyninger finnes hos Connex Electronics, SMPS300RE 300-wattere med +/- 24 V og +/- 15 V. $65 pr stk. Ferdig arbeid.

    Mens vi funderer:
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4780.pdf
    http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/lme49740.pdf
    Connexelectronic SMPS300RE
    Siste redigert av Asbjørn; 29.06.2016 kl. 20:46.

  2. #2
    Så stor interesse? Jaja, vi får starte litt forsiktig med løsningen fra databladet, da. En LM3886 med 10x gain, 8 ohms last. En kondensator for å sette en tidskonstant for muting ved på/avslåing, ellers nuthin' fancy. Litt forsiktig +/- 25 V forsyningsspenning - den tåler forsåvidt mye mer.

    Navn:      Capture.jpg
Visninger: 1440
Størrelse: 32.6 Kb

    Jeg bruker TINA TI simuleringsprogram for å kunne bruke TI's egne modeller for IC'ene.
    Først frekvensgangen:

    Navn:      Capture1.PNG
Visninger: 1440
Størrelse: 9.5 Kb

    Flat som en strek til 100 kHz, -3 dB ved 1 MHz. Heller ingen nevneverdig fasedreining å se i audiobåndet.
    Vi prøver en firkantbølge ved 1 kHz:

    Navn:      Capture2.PNG
Visninger: 1445
Størrelse: 6.4 Kb

    Ikke mye å klage over der heller. Kanskje hvis vi zoomer inn?

    Navn:      Capture3.PNG
Visninger: 1452
Størrelse: 6.8 Kb

    En skarp, liten overshoot, men ingen ting å skrive hjem om.

    Hvor høyt kan vi få den til å spille før den begynner å klippe, og hvor stygt blir det når den først klipper?

    Navn:      Capture7.PNG
Visninger: 1451
Størrelse: 8.4 Kb

    Den kommer til +/- 22 V på utgangene før den klipper, og da klipper den forholdsvis pent med negativ halvbølge først. 22 V peak = 15,6 V RMS, eller litt over 30 W i 8 ohm last med 25 V rails. Det er bare 3 V fra railspenningen. Databladet lover 38 W i 8 ohm med 28 V rails og 68 W i 4 ohm, og det er vel ingen grunn til å tvile på noen av delene.

    Mon tro hvordan fasemarginer og loop gain (dvs negativ feedback) arter seg? Da må vi først lage en slags testkrets hvor vi bryter feedback-loopen og injiserer et signal i den for å måle gain med jordet input. I tillegg setter vi en kopi av hele kretsen på den andre siden av bruddet for å sikre at lastbetingelsene blir riktige. Noen simulerte spoler og kondensatorer med gigantiske verdier sikrer at vi får DC der vi vil ha DC, og ikke noen andre steder.

    Navn:      Capture8.PNG
Visninger: 1447
Størrelse: 21.3 Kb

    Navn:      Capture6.PNG
Visninger: 1449
Størrelse: 16.2 Kb

    OK, vi får 0 dB loop gain ved ca 765 kHz. Da har vi fortsatt 77 grader fasemargin før feedbacken går fra å være negativ til å bli positiv. Og ved 20 kHz har vi 32 dB NFB, ned fra 52 dB ved 2 kHz. Så rent bortsett fra at forvrengningsnivået kommer til å øke ganske mange dB med økende frekvens gjennom audiobåndet ser jo dette veldig bra ut.

    Det var kanskje en grunn til at gainclones ble et begrep når man får noe slikt ut av en enkelt IC til en femtilapp eller så.
    Siste redigert av Asbjørn; 22.06.2016 kl. 20:07.

  3. #3
    Hifi Freak Dyret's Avatar
    Ble medlem
    May 2012
    Sted
    Byen med kråke
    Innlegg
    1,806
    Hei Asbjørn!
    Det ser jo virkelig ut som du har styr på dette her. Imponert over kunnskapsnivået, og lysten til å skape noe Du må bare legge ut mer om dette prosjektet. Har lenge hatt lyst til å finne på noe med chipamp selv, men aldrig fått tid til det.

    Pøs på med informasjon. Dette blir spennende!
    Min byggetråd: Starten på noe godt (Håper jeg)
    Før kjent som Erik S. Nå som Dåven-Dyret...

  4. #4
    Hifi Freak El-retur's Avatar
    Ble medlem
    Jan 2012
    Sted
    haugesund
    Innlegg
    1,384
    Spennende må følge med her...

  5. #5
    Hifi Freak VegardW's Avatar
    Ble medlem
    Feb 2007
    Sted
    Kolsås
    Innlegg
    2,870
    " Så rent bortsett fra at forvrengningsnivået kommer til å øke ganske mange dB med økende frekvens gjennom audiobåndet ser jo dette veldig bra ut."

    Hvor mange db v for eksempel 20 khz tror du? ( Kult prosjekt!)
    Vegard

  6. #6
    Tja, her har vi 52 dB NFB ved 2 kHz og 32 dB NFB ved 20 kHz, så det er rimelig å tippe 20 dB (= 10x) økning i THD+N over den dekaden som et første forsøk.

    Det er ikke riktig så enkelt, ettersom undertrykkelsen av hver enkelt forvrengningskomponent kommer an på NFB ved frekvensen for forvrengningskomponenten, ikke grunntonen. Derfor sier det regnestykket egentlig at den andreharmoniske av en grunntone ved 1 kHz undertrykkes med 52 dB, mens den andreharmoniske av en grunntone ved 10 kHz undertrykkes med bare 32 dB og blir 10x høyere hvis alt annet er likt. Men det er det jo ikke.

    Simuleringsmodellen har ikke god representasjon av ulineariteter, så vi får ikke mye hjelp der heller med dette spørsmålet.

    Heldigvis har databladet svaret for oss:

    Navn:      Capture.PNG
Visninger: 1368
Størrelse: 24.4 Kb

    Negative feedback in audio amplifiers: Why there is no such thing as too much | EDN

  7. #7
    Bransjeaktør
    Ble medlem
    Aug 2005
    Sted
    Kongsberg
    Innlegg
    628
    Jada, det er fint på simuleringer. Men hvordan er det i praksis? Nytter ikke så sitte foran skjermen å lage forsterkere. Jeg har loddet sammen slike forsterkere før og de oscillerer alle sammen. Bare drit.

    Fikk jeg noen på limpinnen? Har pulsen økt? Jeg er selvfølgelig helt enig med Asbjørn at det er helt nødvendig og også gøy og simulere kretsløp. Supert at han deler sine simuleringskunnskaper med oss. Kult med TINA er at det er helt gratis også.
    Vi venter på fortsettelsen.
    In the beginning, there was noise; and then there was signal.

  8. #8
    Hvorfor så mye effekt?
    Lord give me grace, to build a speaker so good that even I don't have to lie about it!

  9. #9
    #1. Too Much Is Not Enough.
    #2. If In Doubt, Double It.

    Men den egentlige grunnen var å skissere noen designparametre som gjør øvelsen litt mer krevende enn bare å bygge etter skjemaet i databladet.

  10. #10
    Overivrig entusiast oen's Avatar
    Ble medlem
    Mar 2010
    Innlegg
    638
    Godt å se noen på forumet med teorien i orden.

  11. #11
    Moderator bambadoo's Avatar
    Ble medlem
    Oct 2002
    Sted
    Lørenskog
    Innlegg
    16,069
    Torget
    1
    Regner med du har pløyd gjennom hele denne tråden for litt inspirasjon?
    Modulus-86: Composite amplifier achieving <0.0004 % THD+N. - diyAudio

  12. #12
    Sitat Sitat fra Asbjørn Se Innlegg
    #1. Too Much Is Not Enough.
    #2. If In Doubt, Double It.

    Men den egentlige grunnen var å skissere noen designparametre som gjør øvelsen litt mer krevende enn bare å bygge etter skjemaet i databladet.
    Ikke ubetinget enig. Med smultringer, ja - men med mer eksotiske saker så er det hverken nødvendig ELLER ønskelig. 15-20W med ultralave THD data f.eks.
    Lord give me grace, to build a speaker so good that even I don't have to lie about it!

  13. #13
    Sitat Sitat fra Armand Se Innlegg
    Jada, det er fint på simuleringer. Men hvordan er det i praksis? Nytter ikke så sitte foran skjermen å lage forsterkere. Jeg har loddet sammen slike forsterkere før og de oscillerer alle sammen. Bare drit.
    Oscillerer som en ocelot, var det noen som sa om prosjektet sitt. Dette må jo bare ende med at den magiske røyken slipper ut av kretsene.

    Men du har et poeng der. Vi simulerte oss nettopp frem til 77 grader fasemargin i 8R last, men databladet tilsier noe sånt som 60-65 grader. Noe er litt optimistisk her. Det mest opplagte er at det ikke finnes ideelle komponenter som bare er en resistor eller kondensator. De vil ha litt parasittisk induktans, kapasitans og resistans alle sammen. Dessuten vil alle ledninger og traces også tilføre litt LCR. Ideelle koblinger finnes heller ikke utenfor simuleringsmodellene. Kretsen bør ha litt sikkerhetsmargin.

  14. #14
    Sitat Sitat fra bambadoo Se Innlegg
    Regner med du har pløyd gjennom hele denne tråden for litt inspirasjon?
    Modulus-86: Composite amplifier achieving <0.0004 % THD+N. - diyAudio
    Absolutt. Hjemmesidene hans også:
    Taming the LM3886 Chip Amplifier
    Modulus-86 Rev. 2.1: Composite amplifier achieving 0.000067 % THD.
    Har selv vært inne i et par av de andre trådene på diyaudio.

    Dessuten fikk denne dingsen meg til å begynne å tenke litt:
    https://benchmarkmedia.com/products/...ower-amplifier
    https://benchmarkmedia.com/blogs/app...-amplification
    Patent US4523152 - High-efficiency feedforward-error-correction amplifier - Google Patents
    Patent WO2010099349A1 - Low dissipation amplifier - Google Patents
    De sier "uses feed-forward error correction to eliminate the distortion that is normally produced by the output stage". Hmm.

  15. #15
    Sitat Sitat fra Sluket Se Innlegg
    Ikke ubetinget enig. Med smultringer, ja - men med mer eksotiske saker så er det hverken nødvendig ELLER ønskelig. 15-20W med ultralave THD data f.eks.
    Du har selvsagt rett. Selv trenger jeg kanskje fire kanaler med 10 W og fire med 5 W til høyttalerprosjektet mitt. Det vi egentlig skal frem til her er et chipampdesign med nøstede feedbacksløyfer for å nå 0,0000x % THD rundt 1 W output. En ganske stor effektreserve vil bli et biprodukt, selv om det ikke vil være vanskelig å strupe det ned litt. Sånn som skissen ser ut nå vil du definitivt ikke høre den nærme seg klipping.

    Det hadde selvsagt vært mulig å kjøpe en haug med ferdige kretskort fra Neurochrome i stedet, men det er morsommere å se om det er mulig å få det til selv. I prinsippet burde det være mulig å slå Mod-86 på en del parametre, men TomChr har lagt ned flere år med optimering i den kretsen, så det er en ganske høy standard å prøve på.

  16. #16
    Bransjeaktør Midas's Avatar
    Ble medlem
    Jan 2015
    Sted
    Stavangerområdet
    Innlegg
    1,004
    Album
    1
    Følger denne tråden med spenning!

    Sitat Sitat fra Asbjørn Se Innlegg
    Sitat Sitat fra Armand Se Innlegg
    Jada, det er fint på simuleringer. Men hvordan er det i praksis? Nytter ikke så sitte foran skjermen å lage forsterkere. Jeg har loddet sammen slike forsterkere før og de oscillerer alle sammen. Bare drit.
    Oscillerer som en ocelot, var det noen som sa om prosjektet sitt. Dette må jo bare ende med at den magiske røyken slipper ut av kretsene.

    Men du har et poeng der. Vi simulerte oss nettopp frem til 77 grader fasemargin i 8R last, men databladet tilsier noe sånt som 60-65 grader. Noe er litt optimistisk her. Det mest opplagte er at det ikke finnes ideelle komponenter som bare er en resistor eller kondensator. De vil ha litt parasittisk induktans, kapasitans og resistans alle sammen. Dessuten vil alle ledninger og traces også tilføre litt LCR. Ideelle koblinger finnes heller ikke utenfor simuleringsmodellene. Kretsen bør ha litt sikkerhetsmargin.
    60-77 graders fasemargin burde jo i prinsippet holde. Av nysgjerrighet: Har du prøvd å simulere med lavere last, eventuelt en rudimentær høyttalermodel som gir den komplekse lasten som en høyttaler gir?
    Min (private) hjemmekino ----- Byggetråd ----- Sony VPL-HW50ES ----- 106" DreamScreen V4 DynaGrey ----- Yamaha CX-A5100, RX-A1020, RX-V757 ------ B&W DM60* S3 - DM603 (L,R), LCR600 (C), DM600 (6x Surr), Atmos ------ 2x SVS SB13-Ultra Sub ------ Anti-mode 8033-SII ------ Oppo BDP-103D
    Driver Seldal Lyd - lydmann (live) og hjemmekino

  17. #17
    For mye flis?

    Brokoblet komposit-forsterker med 49740 som differensiell inngangsbuffer og driver + mulighet for massiv paralellkobling av 4780 i tilfelle litt lav last?

    Douglas Self snekra for noen år siden en effektforsterker av et utall parallellkoblede 5534. Noe liknende kan muligens gjøres med en liten skokk 49740?

    mvh
    KJ
    You can get away with anything if you give it a good tune

  18. #18
    Asbjørn, du som er så rask i kalkulatoren - jeg kjørte nettopp et testkutt her nå med bredbåndet musikk, og observerte peaker på 275W for området under 180Hz, og 15W for området 180 - 600 Hz. Samtidig selvsagt Hvordan ser effektreduksjonen ut for området OVER 600 Hz? Her får jeg ikke målt effekt samtidig.
    Følsomheten for de to målte områdene er tilnærmet identisk, men med 4-5 dB høyere på det ikke-målte området. Du har vel formelen på speed-dial på Texas Instrument'en?

    Jeg tror vi er under 1W.
    Lord give me grace, to build a speaker so good that even I don't have to lie about it!

  19. #19
    Sitat Sitat fra Midas Se Innlegg
    60-77 graders fasemargin burde jo i prinsippet holde. Av nysgjerrighet: Har du prøvd å simulere med lavere last, eventuelt en rudimentær høyttalermodel som gir den komplekse lasten som en høyttaler gir?
    Det burde holde, ja. Det er også mulig å designe for lavere fasemargin enn det, f eks 45 grader. Den magiske røyken begynner først å lekke ut når feedback-nettverket gir 180 grader fasedreining og positivt gain samtidig. Fasemarginen er differansen fra 180 grader ved den frekvensen hvor gainet treffer null. (Gainmarginen er hvor mye negativt gain feedbackkretsen har ved den frekvensen hvor fasen treffer 180 grader.)

    Men stabilitet er ikke en binær greie. Det vil bli overshoot og økende rippel lenge før null grader fasemargin, så 90 grader fasemargin er heller ikke så dumt. Da får man bare et lite avrundet hjørne på firkantpulsen. Problemet med det er at økende stabilitet som regel betyr redusert NFB i audiobåndet. Verdens enkleste måte å øke fasemarginen på er å øke closed loop gain. Da reduserer man samtidig NFB like mye og reduserer båndbredden. Enklest å forstå hvis vi stjeler et bilde:

    Navn:      figure93lg.gif
Visninger: 1306
Størrelse: 7.0 Kb
    Analog Devices: Analog Dialogue: Ask The Applications Engineer - 22

    Den heltrukne kurven er forsterkerens (opampens) open loop gain A(s). Den er gitt. De to motstandene setter gain, og da bestemmer vi også NFB (= loop gain, LG på tegningen) og båndbredden før avrulling. Det er vist med stiplet strek. Dessuten vil all støy på inngangene bli forsterket med closed loop gain (noise gain = NG på tegningen). For en ikke-inverterende forsterker er noise gain og closed loop gain den samme, mens på en inverterende vil de få ulik båndbredde.

    Altså, lavt gain = høy NFB = lav støy og forvrengning, men også tendenser til overshoot, ringing og mulige stabilitetsproblemer. Høyt gain = lav NFB = mer støy og forvrengning, men mindre overshoot og ringing, og mindre sjanse for at røyken slipper ut. Pick your poison.

    Og ja, jeg har simulert den varianten også. Her er noenlunde realistiske parasitics på forsterkerkortet, et par meter AWG12 zip-wire og en normal to-veis trykkammerhøyttaler:

    Navn:      Capture.jpg
Visninger: 1256
Størrelse: 40.7 Kb

    Det gjør tilnærmet ingen forskjell for forsterkerstabiliteten. 77 grader fasemargin ved 800 kHz, 32 dB NFB ved 20 kHz. Noen gjorde en seriøst god jobb da disse chip'ene ble designet.
    Siste redigert av Asbjørn; 24.06.2016 kl. 10:02.

  20. #20
    Sitat Sitat fra Sluket Se Innlegg
    Asbjørn, du som er så rask i kalkulatoren - jeg kjørte nettopp et testkutt her nå med bredbåndet musikk, og observerte peaker på 275W for området under 180Hz, og 15W for området 180 - 600 Hz. Samtidig selvsagt Hvordan ser effektreduksjonen ut for området OVER 600 Hz? Her får jeg ikke målt effekt samtidig.
    Følsomheten for de to målte områdene er tilnærmet identisk, men med 4-5 dB høyere på det ikke-målte området. Du har vel formelen på speed-dial på Texas Instrument'en?

    Jeg tror vi er under 1W.
    TI chip'er, men HP 15-C kalkulator. Likevel, til dette behøver vi Excel. Det kommer selvsagt an på hvor høyt det spilles, hvilket spektrum og dynamikk favorittmusikken har, delefrekvenser og følsomhet på høyttalerne, lytteavstand, romrefleksjoner og det ene med det andre. La oss si at spektrumet er slik:

    Navn:      Capture.PNG
Visninger: 1260
Størrelse: 30.9 Kb
    Lenard Audio

    Vi antar også at jeg bruker mine høyttalere med 95+ dB følsomhet, delefrekvenser slik de er (50||250||300/800/1800||3000, hvor || betyr at elementene spiller i tandem under eller over delefrekvensen), at jeg spiller rimelig høyt med 90 dB gjennomsnittsnivå i lytteposisjon i stua hos meg, musikken har 20 dB crest factor, og jeg vil ha 3 dB headroom før noe klipper. Da blir effektbehovet pr kanal slik:

    Navn:      Capture2.PNG
Visninger: 1260
Størrelse: 13.1 Kb

    Det holder til 113 dB peak i lytteposisjon med disse høyttalerne. Vi vil virkelig ikke ha et arbeidsuhell hvor en 100-watts effektforsterker på mellomtoner eller diskanter plutselig begynner å oscillere rail til rail. Høyttalerne tåler det, ihvertfall en liten stund, men det vil være direkte farlig å være i samme rom hvis det skjer. Så stabilitet er en god ting, men vi vil ikke ha støy og forvrengning heller. What to do?
    Siste redigert av Asbjørn; 24.06.2016 kl. 09:55.

Side 1 av 14 12311 ... SisteSiste

Skrive Tillatelser

  • Du kan ikke starte nye tråder
  • Du kan ikke svare på innlegg
  • Du kan ikke laste opp vedlegg
  • Du kan ikke redigere dine innlegg
  •