Amplificator clasa D cu MAX9709

[Vizitator]

Pentru ca taierea nu este abrupta cu multi db/octava, este totusi un filtru simplu L/C.

 

Aici, documentatie buna:

 

http://www.google.ro/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CB8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fan%2Fsloa119a%2Fsloa119a.pdf&ei=0zC1VN3DHYSsUc64geAB&usg=AFQjCNHVI7M7U5cH8V9M9XvzoZvtMofSUw&sig2=B4NiO-4HrKd6XM4B-J6rlA&bvm=bv.83339334,d.bGQ

[Mircea]

O sa pun PCB diseara (ora Canadei) si restul documentatiei. Am pad sub MAX. In mijlocul lui e o gaura de 3mm ca sa pot suda cu fludor de dedesubt. Astfel e lipit de pad si de planul de masa de dedesubt. D-aia si bumbul ala de fludor in mijlocul PCB. Poate am exagerat crezand ca e prea cald. Inductanta e MSS1278-333MLB de 33uH +-20%. Aceasta serie 1278 merge pana la 1mH. 28 si 29 sunt legate la Vdd.Tot nu inteleg: filtrul e calculat pentru 40kHz, de ce atata atenuare la 10kHz? Diagrama Bode indica cel putin 30kHz fara atenuare vizibila. Am folosit simulatorul de pe pagina sim.okawa-denshi.jp/en/rlctool.php. Ceva in neregula aici.Nu voi dezlipi inductantele, deci exclus sa modific ceva aici. Sa-l osandesc amplificator de sub-woofer? O sa-l testez cu semnal dreptunghiular si la frecvente sub 1kHz. Daca merita.

[Marian]

Inductanta este intr-adevar de 33uH, nu 33mH si din cate vad curentul de saturatie la inductanta aia este undeva peste 5A... m-am uitat la chestia asta ca banuiam sa nu fie asta un factor dar nu poate fi. Nu cred ca LC-ul este vinovatul, de acord taierea nu este una brusca si fix de la 40khz, dar ma indoiesc temeinic ca incepe scaderea de la sub 10khz, nu prea vad cum ar putea... Eu imi sustin ideea ca integratul este cel vinovat, performantele sale sunt unele slabe.

[Vizitator]

Marian, acel amplif din care am pus filmarea pe pagina anterioara, are 22uH bobina de iesire.

 

De la 22uH la 33uH, diferenta este ENORMA la peste 5-7kHz, pentru sa zicem 470nF la iesire.

 

Crede-ma am incercat amplificatoare cu 250kHz comutatie, daca cobori inductanta mai jos , incep mosfetii sa o ia razna, deja se comporta ca un scurt pe iesire condensatorul.

 

Cobori inductanta numai daca cresti frecventa corespunsator, cu penalitatile de rigoare in ceea ce priveste executia PCB, pierderile (crescute) pe elementele comutatoare, etc.

 

De aia afirm intotdeauna ca miezul bobinei trebuie sa fie de foarte buna calitate.

 

Daca ar urca frecventa amp-ului pe la 400kHz, pastrind valoarea la acelasi 470nF si ar cobori infuctanta pe la 22 chiar 18uH, semnalul de iesire in dreptunghiular ar fi mult mai bine la 10kHz fata de acum.

 

Asteptam o schema completa la executie, una este cind vezi schema in fata cu valorile folosite, si alta este cind discutam din diverse experimente.

 

Atentie DEADTIME-ul joaca un rol FOARTE IMPORTANT la o clasaD, vad ca nu s-a spus nimic despre asta, la acest montaj...

[Mircea]

Multumesc Claudiu pentru link-ul TI cu filtrele. Instructiv.

Multumesc tuturor de implicare si incurajari (@nico ).

@nico: o sa fac si un test cu un difuzor, probabil in weekend (greu de facut seara, cand am de fapt timp, dupa ce se culca copiii). Am remarcat nota despre sarcini rezistive.

 

Nu stiu daca mai e util sa-l testez la frecvente joase, contrar a ceea ce am zis mai sus. Insa, am sa generez un semnal dreptunghiular mai dreptunghiular si re-testez. O sa pun osciloscopul inainte de filtru, de comparatie.

 

@Zal: cred ca-l patentez: "formator de semnal sinusoidal, orice bagi la intrare e transformat în sunet semnal sinusoidal curat".

 

Atasez documentatia completa.

2014-MAX9709_MAX5440.rar

 

Note:

1. Documenatia contine si un PCB pentru MAX5440. Trebuie ignorat.

2. 78L05 are dioda BAT54 montata invers ( ). Voiam sa am un pic mai mult de 5V (cu o dioda oarecare, nu acel schottky). In final am pus un 78L06 pentru control, si facut jumper peste dioda.

3. In pad-ul de sub MAX am facut o gaura de 3mm. Asta mi-a permis (prin efect pelicular) sa fac (in oarece masura, cine stie cat de bine) lipirea pe pad a lui MAX si apoi umpluta gaura cu fludor pana sa-l pot uni cu stratul de dedesubt al PCB. Se transmite caldura la PCB. Dar fludorul (masiv) nu este un bun disipator, precum cuprul. Cu toate ca nu va aduce nici 10% disipare, am sa-i pun totusi un radiator deasupra (exemplu cel de Raspberry Pi ca marime 8x8x5mm).

4. Jumperii JmonoR si JmonoL nu sunt conectati.

5. Modelul (schematic si capsula) le-am creat eu, asta explica pad-urile mai lungi (pentru lipire manuala mai usoara) si identificarea pinilor (functie+numar).

[Mircea]

Am prins curaj si l-am pus pe un difuzor (un satelit JVC de la un home cinema, impedanta 6ohm). Un fasait sa aude, daca bagi urechea in calota difuzorului.Onoarea pentru prima auditie i-a revenit lui Phil Lynott. O clasica TL: Dancing in the moonlight. Verdict: totul se aude asa cum trebuie. Au urmat Whiskey in the jar, WOTW, Sultans of swing. Sunet bun pentru urechea mea.Inaltele atat cat trebuie sa fie, medii si joase cat poate reda un satelit. Se va auzi mai bine pe o pereche de bookshelfs. Asta ii va fi sarcina. Se pare ca nu va ramane doar un test. Am vazut (cu ajutorul lui Nico) ca altii au obtinut masuratori mai bune ca ale mele cu acest circuit. N-am studiat layoutul lor, dar sigur layoutul conteaza. In special o liniaritate mai buna la frecvente inalte. O sa inspectez PCB-ul meu la lipituri ca sa fiu sigur ca-i totul bine. Pana acum l-am alimentat dintr-o sursa cu LM317, sa vad cum se intelege cu o sursa de laptop.O sa-i fac si un indicator de clipping urmarind semnalul de intrare. O fi bine? Nu vad cum i-as putea monitoriza puntea H pentru clipping pe iesire. Cu un opamp in configuratie de diferential? Fiind un amplificator de putere mica cred ca riscul e mare sa-l aduc in clipping.

Editat Ianuarie 16, 2015 de thunderer

[Mircea]

Incitat de linkul primit de la Nico (unde un MAX9709 era liniar pana la 20kHz si dupa), am zis sa mai sap la amplificatorul meu.

 

Am incercat o alta sursa de semnal dreptunghiular, tot cu un PIC. Insa odata conectata o sarcina oarecare, semnalul se deformeaza.

 

Atunci mi-am zis sa mai investighez sursa mea de semnal initiala. Un PIC care genereaza 0-20kHz cu diverse forme de unda. Fiind iesirea unui PIC, semnalul original are 5Vpp. I-am pus un TL072 pe iesire ca sa-l fac simetric. La iesire insa am o atenuare de 4.6dB la 20kHz, ceea ce nu s-ar datora PIC-ului. Atenuarea este destul de liniara intre 0 si -4.6dB intre 1 si 20kHz.

 

Facand ceva calcule rezulta ca montajul meu e liniar pana pe la 12kHz si apoi scade la -3.3dB la 20kHz (-0.8dB la 15kHz).

 

Considerand ca amplificarea e liniara (cei 22dB), raspunsul in frecventa corectat (ignorand mici neliniaritati) este:

[Vizitator]

Am mai spus ca de la 10 kHz raspunsul de deterioreaza, si acolo este pe sinusoidal...

[Mircea]

De acord, dupa grafic. Imi era suspecta atenuarea masiva la frecvente inalte, mai ales dupa ce l-am auzit cantand.

 

Atenuarea de mai sus e pe sinusoidal. Nu am contestat deteriorarea semnalului dreptunghiular. Eram doar contrariat de atenuarea in plaja de frecvente.

[Sharky]

Cele doua notiuni sunt mana in mana, adica viteza de crestere si banda de frecventa.

Reprezinta doua moduri de a privi acelasi lucru.

Fronturile raman aceleasi, pe masura ce urci in frecventa palierele orizontale se scurteaza pana cand cele doua fronturi se unesc.

La un amplif bine compensat fronturile sunt drepte, iar cand ajungi la limitare de SR semnalul e triunghiular.

La unul supracompensat frontul e asemanator cu o sinusoida, iar in limitare semnalul seamana cu unul sinusoidal.

 

Masoara niste amplifuri care le ai la indemana, eventual compara cu un AO sau cu un generator de semnal.

[Mircea]

Ca urmare a indemnului tau, uite cum se comporta TDA2050 (schema din datasheet). Sarcina de 8ohm identica cu cea de la MAX. Nu deformeaza (vizibil) fronturile.

 

1kHz:

 

7kHz:

 

10kHz:

 

20kHz:

[Sharky]

Nu am vazut cum functioneaza MAX-ul (decat primele poze), dar TDA-ul din cate vad merge ca orice amplif compensat liniar. Ma refer aici la compensarea/filtrarea simpla.

Daca mai pozezi fronturi, ai putea sa folosesti lupa de timp? Aici la 1kHz abia poti evalua timpul de crestere, baza de timp fiind prea putin rezoluta.

e.g. : https://dl.dropboxusercontent.com/u/13402925/nu%20trebuie%20sterse/forum/quad/DSC_6803_.jpg

 

E mai dificil sa evaluezi fronturile cand ele sunt afisate in baze de timp diferite.

Ar trebui sa ai acelai raspuns, in caz ca nu ai niste protectii puse in mod voit.

Leco ne-a aratat niste exemple in care ampliful se autolimita cand simtea prea multa energie in zona de inalte, dar astea nu au legatura cu etajul final, masurat independent.

Nu m-am uitat daca max contine asa ceva.

[Mircea]

Dupa 9 luni, si-a facut rost de o cutie.

 

Inauntru sunt si urmatoarele pe langa MAX9709:

1. Un etaj buffer si un Baxandall (joase+inalte) cu AD8656 ca sa lucreze la 5V. Presetat.

2. Un control de volum cu MAX5486. Adaptat cu un PIC ca sa lucreze cu un encoder. (Stiu ca exista si MAX5440. Nu-mi place insa functionarea LED-urilor.)

3. Un amplificator de casti cu MAX4410.

4. Un detector de clip pe fiecare canal.

5. Un modul de control ON/OFF si conectare difuzoare. Intrari/iesiri digitale/analogice disponibile pentru posibile dezvoltari ulterioare.

 

Se apasa pe butonul de volum ca sa porneasca. Dupa o mica intarziere se cupleaza difuzoarele. La oprire se apasa pe acelasi buton, urmeaza deconectarea difuzoarelor si apoi, dupa alta intarziere, se taie alimentarea. Modulul de control este alimentat in continuu. Un switch pe placa din spate taie alimentarea generala, implicit a controlului.

 

LED-urile de volum sunt albastre, cele de indicatie CLIP sunt rosii.

 

Alimentarea dintr-o sursa de laptop de 20V.

 

PS: Am procurat intre timp si inductante de 15uH cu gandul sa schimb actualele de 33uH. Dar, la ureche, se aude bine cu cele de 33uH, asa ca nu am mai schimbat nimic.

[Mircea]

La cererea colegului Lutza2 public documentatia (scheme numai). Daca se doresc si fisierele EAGLE, nici o problema (cerere sa fie). Simbolurile sunt facute de mine, se potrivesc, insa anumite informatii lipsesc. Sunt multiple PDF-uri, unele cu parti neaplicabile ( ), aratand urmele esecurilor personale.

 

PDF: MAX9709.PDF - se ignora partea cu MAX5440 pe care nu am mai construit-o. In ciuda faptului ca era direct pentru encoder, intrucat LED-urile se aprindeau doar cand trecea de la un nivel la altul, am optat pentru MAX5486 care are LED-urile alimentate in atatia pasi cati are chipul (fiecare LED are 5 niveluri de luminozitate, MAX5440 avea un singur nivel de luminozitate per LED). Oricum, PWM-ul de la primele 4 niveluri de luminozitate este usor audibil.

MAX9709.pdf

 

PDF: MAX5486+encoder+MAX4410.PDF - este implementarea lui MAX5486 si a amplifului de casti cu MAX4410. Totul este aplicabil.

MAX5486+encoder+MAX4410.pdf

 

PDF: AD8056 bufer+MAX4410.PDF - numai bufferul cu AD8056 este aplicabil. Bufferul este inaintea corectorului de ton. Vezi mai jos.

AD8056 bufer+MAX4410.pdf

 

PDF: Baxandal+Clipping+PIC control.PDF - totul aplicabil. Dupa cum se vede corectorul de ton n-are buffer de intrare. Indicatorul de clipping n-are alimentare, luand direct din iesirea amplifului. Aprinde LED-urile rosii din lateralele butonului de volum. Reglate ca sa clipeasca inainte sa intre in clipping. De ce, caci MAX9709 are obiceiul sa intre in clipping (la hard) facand "blop-blop".

Partea de control face ON-OFF-ul ca sa eviti pocnetele in difuzoare, dar si sa deconecteze difuzoarele (alta greseala - caci bobinele de iesire canta de toata frumusetea in lipsa difuzoarelor). Fix-ul: se poate reprograma PIC-ul cat sa dea un MUTE lui MAX9709 - o sa-mi fac timp sa rezolv problema asta. MUTE necesar cand vrei sa asculti pe casti.

Baxandal+Clipping+PIC control.pdf

 

Cum arata in 2014 pe masa de lucru, spre finalizare. Cam asa arata si acuma in interior.

 

 

 

 

[Real Minitehnicus]

La ce frecvențe face corectia acel Baxandall și cu cât (dB)?

Mă interesează în special corecția de înalte. Mie mi s-a părut ceva ciudat acolo și constat că iese ciudat și la calcul.

Editat Iulie 15, 2017 de Real Minitehnicus