Усилители класса D.

[korolkov24]

1_.PDF краткое описание возможностей схемы на основе IR2104, 2_.PDF описывается макет усилителя на IR2010.
Ещё одна схемка, сырая, просто принцип проверить. https://forum.vegalab.ru/attachment....4&d=1171439081

[Painmailer]

Мне один клоун на ixbt пытался внушить, что loop gain в классе Д считается так же как в обычном усилителе. На аргументы, что КУ при насыщенных выходных транзисторах = 0, никак не реагировал

[81bas]

Мне один клоун на ixbt пытался внушить, что loop gain в классе Д считается так же как в обычном усилителе

Хм, и кто же это был? Вобщем-то я того же мнения, что loop gain так и считается, как вам кто-то говорил на ixbt, если не учитывать "динамического непостоянства" усиления class D stage из-за неидеальности пилы...

На аргументы, что КУ при насыщенных выходных транзисторах = 0, никак не реагировал

Ну при насыщенных выходных транзисторах и компаратор тоже насыщен и имеет КУ=0... Как же class D тогда вообще работает?

[sia_2]

Offтопик:
Может, я немного отстал от жизни, но не пойму, какой смысл мусолить самоосциллирующие усилители, если речь идет именно о качестве, а не о предельной простоте/дешевизне (чем они и хороши).

Они принципиально хуже классического ШИМ как минимум в отношении гораздо большей собственной нелинейности (за вычетом действия ООС), возникающей при изменении выходного напряжения из-за изменения условий генерации, что приводит как к существенным изменениям "малосигнального" (дифференциального) усиления, так и к модуляции фазы (эффективной задержки), особенно при приближении к максимальным уровням.. Всевозможные компенсации (напр. модуляция гистерезиса/задержек) улучшают формальную цифру, но повышают порядок нелинейности.

В то же время классический ШИМ, особенно многофазный, легко дает БЕЗ ООС линейность на уровне нескольких сотых процента, и прекрасно себя ведет вплоть до самого клиппинга.

[Painmailer]

Ну при насыщенных выходных транзисторах и компаратор тоже насыщен и имеет КУ=0... Как же class D тогда вообще работает?

Примерно так же как дельта-сигма модулятор.

[korolkov24]

Offтопик:
Может, я немного отстал от жизни, но не пойму, какой смысл мусолить самоосциллирующие усилители

Если рассматривать большие мощности, то из-за ограничения быстродействием скважности, на максимуме амплитуды, увеличиваются искажения, а самоосцилляцию можно сделать так, чтобы именно при максимуме снижалась частота, и в зоне до максимума была стабильна, правда схема уже становится сложнее. Схемы с генератором треугольника имеют существенное ограничение глубины ООС, что отрицательно сказывается на резонансе LC, при смене сопротивления нагрузки, но в то же время мы можем использовать в нагрузке различные LC фильтры последовательные или параллельные, настроенные на частоту задающего генератора, а сравнительно низкая частота уменьшает влияние DT.
Дело в общем туманное.
Есть варианты самоосцилляции со стабильной частотой, так же есть схемы с треугольником, частота, которого управляется, недавно опробовал (в симуляторе) вариант с девиацией частоты задающего генератора, для размазывания спектра помех - идеи бесконечны, а есть хочется.

[zeduparagvaia]

Добрый день всем! Кто нибудь имел дело с Onkyo A-5VL? Если да, то, как по Вашему мнению купив данный аппарат можно будет сложить своё представление о классе D, или этот аппарат просто детская погремушка и нужно что-то классом выше?

[samodelkin]

идеи бесконечны, а есть хочется.

[sergionic]

IVX постоянно говорит о полезности только АС анализа. Вот решил свести 3 схемы - из журнала, 2-nd UcD и ту самую 3-го порядка от IVX в одном тесте. Результат, как говорится , вот он. На графиках вариант из журнала проигрывает, схема с дополнительным звеном недосягаема, а в транзиент анализе схемы примерно одинаковы. Думаю и в реале результаты не изменятся. Надеюсь, плагиатором меня не назовут.

[tomtit]

Offтопик:
sia_2, Мне кажется, что Вы не совсем правы по отношению к самоосциллирующим усилителям.
Я полагаю, что генерация возникает примерно в точке 3-го пересечения фазы с линией -180грд (post #68 https://forum.vegalab.ru/showthread....53#post1896953).
В той же точке усиление должно быть вблизи 0дБ. Для классических "стабильных" усилителей получается,
что усиление должно пересекать 0дб левее, на меньшей частоте (в районе локального максимума фазы).
Поэтому нестабильный усилитель имеет фору ~10дБ по глубине достижимой ОС.
В прошлый раз я, похоже, ошибся считая классический ШИМ лучше.
Статическая ПХ самоосциллирующего усилителя немного нелинейна вблизи насышения, но это мелочь, у линейных там тоже не все в порядке .
Кстати Бруно приводит в nCore White Paper на сайте hypex некоторые графики и формулы.

[sia_2]

Offтопик:
sia_2, Мне кажется, что Вы не совсем правы по отношению к самоосциллирующим усилителям.
Я полагаю, что генерация возникает примерно в точке 3-го пересечения фазы с линией -180грд (post #68 https://forum.vegalab.ru/showthread....53#post1896953).
В той же точке усиление должно быть вблизи 0дБ.

Offтопик:

Точь в точь, как в патенте еще 1942 года....

Для классических "стабильных" усилителей получается, что усиление должно пересекать 0дб левее, на меньшей частоте (в районе локального максимума фазы).
Поэтому нестабильный усилитель имеет фору ~10дБ по глубине достижимой ОС.
В прошлый раз я, похоже, ошибся считая классический ШИМ лучше.
Статическая ПХ самоосциллирующего усилителя немного нелинейна вблизи насышения, но это мелочь, у линейных там тоже не все в порядке .
Кстати Бруно приводит в nCore White Paper на сайте hypex некоторые графики и формулы.

Изучали сей вопрос, уже лет так 10 назад . Тут вот какие два момента наиболее существенны:

1) разница в исходной линейности, если не использовать "тонкую" компенсацию "одной кривизны другой", для сигналов выше -6...12 дБ от клипа, намного больше 10 дБ.

Offтопик:
Конкретно, исходная нелинейность хорошо сделанного классического ШИМ - сотые, редко десятые доли процента, и при нормальной силовой части определяется в основном качеством "пилы" или "треугольника". А у самоосцилляторов дифференциальные коэффициенты передачи уже на половинной мощности без коррекции "плывут" на десятки (!) процентов, притом завися от плохо контролируемых факторов. Т.е. по исходной (без ООС) линейности имеем разницу этак в два порядка не в пользу самоосциллятора.

2) многофазным самоосциллятор толком сделать нельзя, в отличие от "классического".

Еще есть третий момент, он не всегда важен, но тоже имеет место - благодаря высокой исходной линейности и стабильности/воспроизводимости дифференциальных коэффициентов передачи у классического ШИМ (в этом отношении они зачастую сильно лучше, чем у УН подавляющего большинства "линейных" усилителей), характеристики петлевого усиления можно задавать гораздо более "отмороженные", чем у самоосциллятора, не опасаясь потерь устойчивости из-за нелинейных эффектов, отличных от простого ограничения.

p.s. вопросы сложности и стоимости в производстве я в данном контексте вообще не рассматриваю, только качественные характеристики. С другой стороны понятно, что если ставится задача "чтобы в производстве стоило три копейки", то у грамотного самоосциллятора, если от него не требовать полного использования питания, по соотношению "цена/качество" конкурентов объективно нет.

[IVX]

sergionic,

---------- Сообщение добавлено 12:59 ---------- Предыдущее сообщение было 12:43 ----------


sia_2, вот собсно затем в нкоре бруно и запилил детектор клиппинга и размыкание фидбака на момент его. С другой стороны, простейшая юсиди, как вложенная петля во внешнюю петлю "интегратора", ведёт себя как система 1го, а не второго порядка, таким образом требуется меньше усилий для компенсации ос, чем с классическим PWM. Есть у меня с 80дб+(50гц) луп гейна сабовые модели с классическим PWM и "итегратором" вокруг его (ос после LC фильтра), потому как практически не нужен никакой запас по питающим напряжениям, что бы дать искомые киловатты на THD+N=1% - vs selfoscillating клиппинг идеальный, да ещё BD, стало быть милливольты остатков (90кгц переключения) несущей на выходе, без экцессивных вых.индукторов.

[sousmanster]

sergionic, остаток несущей получить в 50m на частоте 300 кГц проблематично, без применения каких-то секретных приемов
А вот на 700-800 уже вполне реально. Но тут грабли -увеличение значимости дед-тайма, нагрев, да и в даташите на драйвер сказано, что up to 800kHz.
На вложении схема, ну какая-то вот такая...,просто посмотреть остаток
Из полезного можно учесть, что реально измерянная задержка силового каскада и драйвера IR20957 составляет 128нс.

По методике, которую тут указали, на схеме из рисунка 149 раз=43дБ (около)

[IVX]

Ао - Open loop gain = к-усиления с разомкнутой ос, так уж карта легла, что 30дб это почти 30/1, итого: 3Vp-p у вас риппл на компараторе?

[IVX]

пишуж "порядка 200", или 175.7, если верить калькулятору. Ваш Ао и есть 168, а луп гейн тогда 168/(1+4.55555) = 30.3 раз, или 29.6дб. Поднимите напряжение, увидите снижение THD на 1..20W, теперь вы знаете причину. Можете и импеданс RC "UcD" увеличить, если высокое напряжение не планируется, снизите риппл на входе компаратора. Бруно - пижон, вы нет, вам не стыдно - воткнёте зобеля на выход, подтянете луп гейн ещё чуток итд итп. Но при такой частоте переключений и полосе фильтра, практический махимум луп гейна в районе 40дб. Хотите больше, запилите "интегратор"(в кавычках, потому что по сути это фильтр+гейн, так что 2го порядка у меня там в симуляции не интегратор строго говоря, а простой и потому корявый 2 порядка LP, поменяет вот паша его в своём "ориеле-индра" на обычный баттерворт и опять THD зарубит раза в 1.5, бо high Q горбина простого варианта, как валенки сторожа из 12 стульев - атмосферу не озонирует).

[IVX]

По методике, которую тут указали, на схеме из рисунка 149 раз=43дБ (около)

такой методики я не указывал, кстати. Тут же не только модулятор(UcD), верно? Значит и считается не так. Вы спросили вчера меня дважды, я дважды ответил, вы стёрли те два поста, теперь выходит, я как бы сам с собой разговорился?

[sousmanster]

Offтопик:
прошу прощения... с разгону потер посты...

модулятор, как правильно подсказывают, для двойного моно

[crowHunter]

Вы хотели сказать модулятор?

[sousmanster]

А как работает дроссель с зазором из материала N87 на частотах 600-700кГц?

[Def461]

Недолго работает.

[Electrovoicer]

А как работает дроссель с зазором из материала N87 на частотах 600-700кГц?

греется, падла. но в принципе, если обмотку сделать двухсекционной и открыть за счет этого зазор, то перегрев будет в пределах разумного даже на 700кГц. разумеется, от открытого зазора будет лететь больше, чем от закрытого.