Импульсный самоосциллирующий усилитель (soAmp) Oriel Indra

[Electrovoicer]

Индра - в ведической религии наиболее почитаемое божество, предводитель, царь богов, громовержец и устроитель мира. В правой руке бог обычно держал молнию, которой разил врагов или возрождал погибших в бою; он мчался по небу в колеснице, нередко отождествляемой с солнцем. Бросив вызов старому порядку, он стал ведущим божеством, более главным по сравнению с ведийским богом Варуной. Кроме того, считается, что Бог Индра низводит из облачных гор стремительные потоки дождя и, собирая их в особые вместилища, творит земные источники, ручьи и реки, умножает их воды, роет для них широкие русла и направляет их бег.
(с) Энциклопедия Мифологии



В связи с интересом участников форума к данной работе, решил завести отдельную тему вопросов и ответов. Постепенно буду наполнять.
История разработки моего усилителя начинается в 2009г, когда коллеги по клубу автозвука познакомили меня воочию с голландскими усилителями Hypex UcD, разработанными Бруно Путцей и попросили создать автомобильный БП для них. БП был разработан, результат не был абсолютно радостным. Эти великолепные по замыслу и реализации усилители проявили себя, как достаточно чувствительные к качеству источника питания, что затрудняло возможность их применения в автомобильных автозвуковых проектах. Начались поиски решения.

Что же такое импульсный самоосциллирующий усилитель (Self-Oscillating Amplifier), по ошибке часто называемый цифровым? Это такая топология усилителя, когда он, самовозбуждаясь, и используя ключевой режим работы выходного каскада, воспроизводит на выходе усиленный входной сигнал, представляющий собой проинтегрированную выходным LC-фильтром последовательность импульсов. Как правило, частота импульсов составляет около 350-700 кГц (для полнополосного усилителя), а ширина варьируется в соответствии с уровнем сигнала на входе.

А начиналось все вот с этого прототипа, который помог мне разобраться с базовым принципом работы и определить дальнейший путь...

25.06.12
Первый прототип на печатной плате


03.03.2013 Промежуточная версия, дискретная силовая часть, усилитель разделился на две платы.


10.06.2013 Промежуточная версия, эксперименты с выходным фильтром и модулятором


10.11.2013 Появились заказные индуктивности с высокой SRF (~30MHz)


15.12.2013 Собраны и отгружены заказчику первые три усилителя с усовершенствованной силовой платой. Система установлена в автомобиль премиум-класса взамен штатной 16ти-канальной системы Burmester

Что должно быть на выходе правильного импульсного усилителя. Синусоидальные остатки несущей без коммутационных ВЧ-помех, полоса 150МГц


Схема силовой части UcD_power_stage_B.PDF и модулятора UcD_Modulator_A2.PDF

25.03.14
Предсерийный вариант Oriel Indra

Спектр по аналоговому входу, 10 Ватт 4 Ома:


IMD 1 Ватт, 4 Ома


Серийные Indra Mono V2.1

[81bas]

хоть приблизительно - можете посмотреть у Hypex NCore графики. Примерно то же самое.

А схема все еще та же, как в первом посте? А то получается UCD модулятор 2-го порядка с дополнительной цифровой задержкой (для контроля частоты осцилляции) дает результаты "примерно те же самые" как у NCore...

[Electrovoicer]

Нет, я ведь написал, что в Индре модулятор новый, с интегратором. В первом посте схема старого модулятора от d1

[81bas]

Нет, я ведь написал, что в Индре модулятор новый, с интегратором. В первом посте схема старого модулятора от d1

Ну ясно, спасиб!

[Electrovoicer]

с дополнительной цифровой задержкой (для контроля частоты осцилляции)

не совсем так в нормальном режиме есть только транспортная задержка в ПЛИС порядка 5-6нс

[Electrovoicer]

Всех с праздниками!
Наконец-то дошли руки собрать плату. Заработала сразу после сборки
Измерения, как обычно, будут позже, время опять появится.

После отладки буду запускать в серию, следите за объявлениями

[sousmanster]

сколько слоев?, судя по конденсатору - это моно? Симпатично.
На 2 Ом пойдет? Или полная мощность только на 4Ом?

[Electrovoicer]

моно, плата 4 слоя. дроссель "дифференциальный", обе обмотки двух полумостов на одном сердечнике.
неее, никаких 2 ом, от 4 ом и выше, это определяется током насыщения магнитопровода, порядка 8-9-10А выходной ток

[crowHunter]

Electrovoicer, примерную стоимость скажите? Можно в личку.

[flex21]

Electrovoicer, примерную стоимость скажите? Можно в личку.

Тоже интересует этот вопрос, в личку ТС уже писал.

[Electrovoicer]

Похоже, что отладка Indra Mono A1 заканчивается.
THD 1kHz||1Wt менее 0.001%

IMD:

IMD 19+20:

[RAVe]

А интермоды на 19 и 20 кГц?

[sousmanster]

THD 1kHz||1Wt менее 0.001%

Красиво!

[Electrovoicer]

Можно всего одним резистором накрутить неизмеряемые THD, ниже -125дб, но тогда усилитель перестает быть устойчив без нагрузки, а этот критерий я выбрал отправным...

---------- Сообщение добавлено 19.27 ---------- Предыдущее сообщение было 19.08 ----------

Еще кой-чего подкрутил.
на 60 Ваттах THD стал порядка 0.003% на 8 Ом

---------- Сообщение добавлено 19.30 ---------- Предыдущее сообщение было 19.27 ----------

КПД на половинной мощности на 8 Ом получается 98%

[flex21]

Похоже, что отладка Indra Mono A1 заканчивается.
THD 1kHz||1Wt менее 0.001%

IMD:

IMD 19+20:

Это несомненно радует ! Когда думаете начинать продажи ?

[Electrovoicer]

Это несомненно радует ! Когда думаете начинать продажи ?

К концу февраля подготовлю производственную документацию (в Тайване почти весь февраль их местный новый год), ну и партию они собирать будут месяц-полтора, плюс две недели доставка с растаможкой. Так что, видать, к маю...

[A.B.ANTONOV]

Electrovoicer, прекрассный результат. Очень впечатляет, здорово. Когда видишь такой шедевр, то прямо дух захватывает. Очень красиво.

Есть несколько вопросов.
Во первых меня очень интересует чем мерил? Мне с практической точки зрения интересно. Просто моя карточка juli@ не способна такую планку шума
увидеть. Хочу обновить девайс.
Потом мне ещё очень интересно узнать на какой нагрузке произведены измерения? Резистор, динамик, сколько Ом, наименование. Мне собственно
почему это интересно и нужно. Я хочу сравнить две топологии унч. С ос с ключей и с ос с дросселя. Не плохо-бы увидеть изменения в спектре от
мощности. Скажем 10 W, 50 W. Хотя-бы на 1 кГц. Сделай плиз. Это ведь будет эталон к чему стремиться.
Использовал-ли ты фильтр при измерении, между унч и звуковой картой? Если да, то кинь схему, номиналы.

[Electrovoicer]

Измеряю с помощью Lynx Hilo http://www.lynxstudio.com/product_detail.asp?i=59, дополнительный фильтр не использую, только делитель 1:3 на вишаевской металлопленке. Нагрузка - резисторы UALN http://riedon.com/media/pdf/UAL.pdf
Зависимость thd от мощности и частоты пришлю позже, я в Китае сейчас по делам.

[iRomario]

Павел, а можно для тупых методику измерения? Мне не ясно, почему на звуковую карту указан диапазон 121 dB, а на вашем графике шумовая полка 146


С уважением, Роман

[igorzep]

Мне не ясно, почему на звуковую карту указан диапазон 121 dB

Это суммарная энергия во всём звуковом диапазоне.

[iRomario]

Это суммарная энергия во всём звуковом диапазоне.

Спасибо за развёрнутый ответ. Выучу эту фразу


С уважением, Роман