усилитель D класс,шумы

[valeron]

Добрый день!мной собран макетный вариант мостового усилителя D класса.Сам усилитель и блок питания занисхронизированы.
Качество звучания и мощностные возможности вопросов не вызывают.Есть вопросы по уровню шума на выходе,он неприемлимо высок
(в цифрах сейчас сказать не могу,да и без них все понятно)

Кто пробовал собирать похожую конфигурацию?Сталкивались ли вы с подобной проблемой? какие пути снижения шума ?

[IVX]

Если отложить претензии по качеству лэйаута РСВ, то под подозрением останется генератор, я бы даже сделал ставку на фазовый шум, поскольку амплитудный вы бы вероятно заметили. Например генератор для синхронизации на STM8(делители-таймеры с 16МГц RC gen), вполне ок, а на STM32(8MHz RC gen x8 PLL = 48MHz и далее делители-таймеры) - ужас.

[valeron]

Если отложить претензии по качеству лэйаута РСВ, то под подозрением останется генератор, я бы даже сделал ставку на фазовый шум, поскольку амплитудный вы бы вероятно заметили. Например генератор для синхронизации на STM8(делители-таймеры с 16МГц RC gen), вполне ок, а на STM32(8MHz RC gen x8 PLL = 48MHz и далее делители-таймеры) - ужас.

Спасибо за мысль, попробую поэкспериментировать в этом направлении.Для информации- сам формирователь треугольника реализован на ОУ интеграторе AD8055

---------- Сообщение добавлено 11:00 ---------- Предыдущее сообщение было 10:58 ----------

ДА! А что не так лайаутом?если смущает этажерка сверху так это DSP на котором реализован лимитер и частотная коррекция

[Alex]

STM32(8MHz RC gen x8 PLL = 48MHz и далее делители-таймеры) - ужас.

Иван, а кто мешает взять STM32 и использовать его с внутренним не HSI а MSI, который умеет 48мгц без PLL?

P.S.Кроме того, никакого "ужаса" не будет, если исползовать AudioPLL.
Оно конечно хуже кристека/НДК и т.п. осциллятора, но для Класс-Д усилителя болеее чем сойдет.

P.P.S. А зачем вообще проц в усилителе класс-Д, и зачем ему 48Мгц? Усилитель на такой частоте не работает. ТАк что и HSI на 16мгц вполне хватит с выходом на MCO. Все равно до рабочей частоты усилителя еще делитьт и делить....

[valeron]

Иван, а кто мешает взять STM32 и использовать его с внутренним не HSI а MSI, который умеет 48мгц без PLL?

P.S.Кроме того, никакого "ужаса" не будет, если исползовать AudioPLL.
Оно конечно хуже кристека/НДК и т.п. осциллятора, но для Класс-Д усилителя болеее чем сойдет.

P.P.S. А зачем вообще проц в усилителе класс-Д, и зачем ему 48Мгц? Усилитель на такой частоте не работает. ТАк что и HSI на 16мгц вполне хватит с выходом на MCO. Все равно до рабочей частоты усилителя еще делитьт и делить....

Не криминально использовать осциллятор на 4 МГц в DIL корпусе?

[20957]

если смущает этажерка сверху так это DSP

Не в нем ли дело?

[A.B.ANTONOV]

А, что за странная конструкция на DIFF сверху по схеме? Большая глупость так делать, или нарисовано с ошибкой.
И шум скорее всего с этого странного узла.

[Alex]

Не криминально использовать осциллятор на 4 МГц в DIL корпусе?

А что нужно получить?

[valeron]

Не в нем ли дело?

Нет , не в нем

---------- Сообщение добавлено 18:17 ---------- Предыдущее сообщение было 18:15 ----------

А, что за странная конструкция на DIFF сверху по схеме? Большая глупость так делать, или нарисовано с ошибкой.
И шум скорее всего с этого странного узла.

Это дифференциальный усилитель ошибки,по входам в курописной блок схеме ошибка, согласен ,в реалити как положено

---------- Сообщение добавлено 18:18 ---------- Предыдущее сообщение было 18:17 ----------

А что нужно получить?

Для начала 250 на генератор пилы,125 на сминхронизацию с SMPS

[Alex]

Для начала 250 на генератор пилы,125 на сминхронизацию с SMPS

НУ так любой осциллятор, который удобно делить простым двоичным счетчиком - 1-2-4-8Мгц., зачем микроконтроллер?

[IVX]

valeron, а вот такой я простой - вижу ТОР лэер изрезан, стало быть РСВ лэйаут лажа(не в 100.0% случаев конечно, но профессионалы всегда предпочтут нерезаный гнд тридцати трём итерациям лэйаута). Если гнд полигон сплошной, можно предположить, что лэйаут ок. В принципе, отсутствие такого полигона само по себе может стать причиной шума. В вашем случае обнаружить главного контрибутора шума просто, если дело в фазовом шуме ген-а, замкните на гнд вход компаратора, оставив ему только треугольный сигнал, ежели шум остался, ген в топку. Можно подозревать сильно грязный SMPS, тогда остановите его и слушайте как изменится шум усила, работающего на одних только заряженных электролитах рэйла питания итд, подобные фокусы всегда позволяют найти источник проблем, если конечно он не в РСВ лэйауте, тогда просто всё будет плохо вообще.
PS: кстати припоминаю, я пробовал стм32 как делитель его RC гена, всё равно лажа и шум. Вероятно дело тут в том, что арм люто оптимизирован в плане реализации логики на силиконе т.е. там далеко не классические лог. гейты, а нечто до предела упрощённое, лишь бы обеспечить стабильную работу проца при заданной частоте клока и разместить всё на 1мм*мм силикона. Стм8 видать не так хитер и фазовый шум там ок, а учитывая цену в 15 руб, никакой счётчик ему не конкурент.

[Alex]

PS: кстати припоминаю, я пробовал стм32 как делитель его RC гена,

Какого именно? Во многих STM32, помимо внешних LSE и HSE, внутренних три - LSI, MSI, HSI а в некторых даже четыре - LSI, MSI, HSI16, HSI48.

И сигнал через делитель но выходы MCO можно взять и с PLL, и с любого гена напрямую.

всё равно лажа и шум. Вероятно дело тут в том, что арм люто оптимизирован в плане реализации логики на силиконе т.е. там далеко не классические лог. гейты, а нечто до предела упрощённое,

Иван, не ерунди.

У меня есть девайсы (не аудио), в которых 24-х битные АЦП тактируются 8 Мгц от MSO, деленым 16МГц кварцем или MSI. И с шумом там все в порядке.

P.S. Это конечо не значит, что надо ставить обязательно стм32 где хватит и стм8, но если достаточно осциллятора и счетчика, зачем ставить процессор, его программировать, и т.п.?

[IVX]

Alex, я говорил про М0, если брать старшие версии, тогда может и счётчик победить. Смысл же в доступности и гибкости одновременно.

[Alex]

я говорил про М0,

Чессоворя, ниразу с ними не работал. У меня только F1, F4, F7, L1 и L4.

[IVX]

где-то пол доллара за 64кб и 1/3мм*мм силикон по самым старым технормам(180нм, в 90нм .1мм^2 итд смотри ссылку). На сайте АРМ есть про 3 варианта логических лайбрари для М0, вариант для хайли оптимайзед для минимальной площади силикона, другой для минимального потребления итп. Так что в этих процах совсем не те качественные лог гейты, как в 74lvc например.
https://eda360insider.wordpress.com/...rocessor-core/

[Alex]

Да я как бы в курсе, что такое М0 и М0+, просто я с ними не работал - надобности небыло.

[valeron]

valeron, а вот такой я простой - вижу ТОР лэер изрезан, стало быть РСВ лэйаут лажа(не в 100.0% случаев конечно, но профессионалы всегда предпочтут нерезаный гнд тридцати трём итерациям лэйаута). Если гнд полигон сплошной, можно предположить, что лэйаут ок. В принципе, отсутствие такого полигона само по себе может стать причиной шума. В вашем случае обнаружить главного контрибутора шума просто, если дело в фазовом шуме ген-а, замкните на гнд вход компаратора, оставив ему только треугольный сигнал, ежели шум остался, ген в топку. Можно подозревать сильно грязный SMPS, тогда остановите его и слушайте как изменится шум усила, работающего на одних только заряженных электролитах рэйла питания итд, подобные фокусы всегда позволяют найти источник проблем, если конечно он не в РСВ лэйауте, тогда просто всё будет плохо вообще.
PS: кстати припоминаю, я пробовал стм32 как делитель его RC гена, всё равно лажа и шум. Вероятно дело тут в том, что арм люто оптимизирован в плане реализации логики на силиконе т.е. там далеко не классические лог. гейты, а нечто до предела упрощённое, лишь бы обеспечить стабильную работу проца при заданной частоте клока и разместить всё на 1мм*мм силикона. Стм8 видать не так хитер и фазовый шум там ок, а учитывая цену в 15 руб, никакой счётчик ему не конкурент.

На текущий момент провёл два мероприятия, тактовый генератор заменён на кварцевый осциллятор с делителем, блок питания на обычный трансформаторный - результат нулевой. Абстрагируюясь пока от полигона земляного, могут таким образом влиять на уровень шума частота среза ФНЧ на входе усилителя ошибки(5 кГц по уровню-3)и постоянная времени интегратора(3,9мкс)?

---------- Сообщение добавлено 22:32 ---------- Предыдущее сообщение было 22:26 ----------

На текущий момент провёл два мероприятия, тактовый генератор заменён на кварцевый осциллятор с делителем, блок питания на обычный трансформаторный - результат нулевой. Абстрагируюясь пока от полигона земляного, могут таким образом влиять на уровень шума частота среза ФНЧ на входе усилителя ошибки(5 кГц по уровню-3)и постоянная времени интегратора(3,9мкс)?

Эти значения взял из тексасовской апноты для усилителя подобной архитектуры

[IVX]

погодите, а сколько там шум у вас получился в дб? Существуют такие чувствительные про спикеры(особенно компрешн драйверы, там 110дб/2.83врмс с метра норма), на которых 100дб это ужас как шумно, а на сравнительно тупых динамиках, -100дб это ок. Может статься, что ваш шум вполне справедлив для такой топологии. Хотя вот у меня на столе TAS5342, который в принципе просто переключается без любой обработки входного PWM, так он питаясь от регулируемого SMPS, шумит на уровне -107дб(А-взвешенное), при этом компактность всего усила с питателем фантастическая т.е. в здоровенном варианте, при прочих равных, должно быть лучше. Так что определитесь со значением, а дальше будет видно.

[valeron]

погодите, а сколько там шум у вас получился в дб? Существуют такие чувствительные про спикеры(особенно компрешн драйверы, там 110дб/2.83врмс с метра норма), на которых 100дб это ужас как шумно, а на сравнительно тупых динамиках, -100дб это ок. Может статься, что ваш шум вполне справедлив для такой топологии. Хотя вот у меня на столе TAS5342, который в принципе просто переключается без любой обработки входного PWM, так он питаясь от регулируемого SMPS, шумит на уровне -107дб(А-взвешенное), при этом компактность всего усила с питателем фантастическая т.е. в здоровенном варианте, при прочих равных, должно быть лучше. Так что определитесь со значением, а дальше будет видно.

спасибо что поддерживаете разговор!пока не могу назвать цифры,сравнительно могу сказать следующее-включаю собраный мной UCD на частично схожей рассыпухе на ту же аккустику,тишина

[IVX]

UcD - экстремальный случай, с приличной РСВ и копеечным лм311 это шутя даст -117дб(А), что более чем для любого компрешн-драйвера. Если просто переключающийся от кварца, деленного АС(или там LVC итп относительно быстрая) логикой, аутпут стэйдж будет шуметь хуже, чем -100дб(А), я бы думал на лэйаут. Те -107дб что даёт техасский аутпут стэйдж в таком же режиме, получает PWM от TAS5558, который ещё ничего не модулирует и просто выдаёт тупой меандр, даже неточно 384кгц, поскольку делит со своего внутреннего RC генератора, если нет входных клоков и данных I2S.