Amplificatoare Clasa D

[audio]

Niste masuratri de la ampu' meu:

[Shibata]

Leco e bine intentionat dar proceseaza date de intrare gresite.

[CPT]

Vorbesc de graficul 2 pus de tine, care este un grafic ce arata REAL comportamentul unei clase D la frecventa de 20kHz unde inductorul de la iesire are o mare influenta, mai ales cind este urmat de un capacitor.

Fa un experiment; pune un multimetru de calitate cu minim 4-5 digiti display, la iesirea unui amplificator, fara sarcina, ridica la circa 10V rms si vei citi circa 10000 mV.

Cind vei pune sarcina de 8 ohmi, 4 ohmi sau 2 ohmi, valoarea aratata va scadea sub acei 10000mV deoarece amplificatorul are o anumita impedanta (rezistenta) interna, >0 ohmi.

Impedanta interna a amplificatorului creste odata cu frecventa si se vede asta in orice grafic de damping factor, care scade odata cu cresterea frecventei.

Spre capatul superior audio (20kHz) impedanta inductorului serie cu iesirea CRESTE, influenta introdusa de acestea fiind din ce in ce mai mare cu cit frecventa creste, astfel functioneaza si un low pass filter la clasaD.

Degeaba inductorul folosit de hypex are citiva miliohmi in DC sau la 50Hz daca la 20kHz valoarea este alta, una este reactanta unui inductor de 1-2uH la 20kHz urmat de o impedanta de 8 ohmi si alta a unuia de 10-22uH urmat de aceeasi impedanta, basca un condensator de 2uF (Hypex 500 foloseste 10uH la iesire urmat de circa 2uF capacitor) fata de 50Hz.

O clasa AB are tipic intre 1,5uH si 2,7uH ca valoare, inductorul de pe iesire, si totusi introduce foarte mici atenuari la 20kHz cu sarcina si fara sarcina adica are un DF mai mic la 20kHz versus 10-1000Hz, strict unde ne intereseaza marimea DF a unui amplificator.

La clasaD este mai grav, nu am vazut practic inductor mai mic de 15uH la iesire pentru 400kHz carrier urmat de minim 680nF capacitor, 10uH pentru 450kHz imi pare cam fortat, cu circa 2 uF capacitor, dar este alegerea lor, nu am eu dreptul sa le judec implementarea.

Oricum, nu este treaba mea sa desfac firul in 114, ca constructor de amplificatoare, cunosc anumite chestii si nu pot fi pacalit de "specificatii" sau "masuratori" postate pe internet.

Daca vrei, cind am timp o sa fac un experiment cu 2 inductori la o clasa AB (unde initial masuram DF-ul la 20kHz cu valoarea oficiala a inductorului circa 1,5uH) si apoi marim valoarea inductorului de la iesire, de la circa 1,5uH pina pe la 10-22uH serie la iesirea amplificatorului ce ofera 20kHz sinusoidal la iesire pe o sarcina de 8 ohmi sau 4 ohmi, sa vezi "atenuarea" introdusa de cei 10-22uH in plus.

Pentru ca atenuarea introdusa de inductorul de iesire al claseiD sa fie minima, trebuie feedback post filter sau post/pre-filter astfel incit erorile introduse de filtrul L/C si variatia impedantei de sarcina sa fie "reparate" de feedback, insa Hypex sint autooscilante, nu au carrier fix generat de un clock extern astfel incit sa te joci "corect" si cu bobina de la iesire.

Iar in cazul pre/post filter, introducem in lantul de distorsiuni IMD si toate neregularitatile filtrului L/C de la iesire, in functie de impedanta folosita.

Sint multe chestii ce le-am putea discuta, insa nu vreau sa fac acest topic strict tehnic, totusi se discita despre "cautarea sunetului dorit", nu de inductori, atenuari si alte nebunii.

Si oricum pina cind nu ascultam un asemenea amplificator si pina nu il masor REAL, discutam discutii ce au la baza niste grafice puse pe internet...

[Shibata]

Leco, imi dau seama ca vei avea un soc cand te vei convinge ca raspunsul ala in frecventa chiar e real si e bine masurat. Aici cred ca Victor ar putea sa ne ajute cu parerea lui.

[CPT]

Victor, NU cunoaste Hypex-ul, nici clasaD.

Conform discutiilor avute cu el, nu se pricepe la comutatie, atit de bine incit sa poata fi 100% acurat in ce ar putea spune.

Eu lucrez comutatie de minim 5 ani, am si niste experimente de clasaD facute, si reparatii multe la activ.

Am discutat cu citiva colegi pe un forum extern (nu dau nume) care au hypex-uri si au modificat in draci la ele, inclusiv inductoarele de pe iesire care se incing chiar si in idle (la anumite modele, nu stiu exact despre 400 si 500 ale lor).

Crede-ma, inseamna nu stii ce inseamna un DF 1000 la 20kHz la o clasaD, eu asta am spus ca "nu corespunde" cu ce zic ei, nu am contestat alte masuratori date de ei.

Pentru un DF de 1000, sa luam puterea de 100W /4R (nu conteaza frecventa), avem 20000mV ia iesire.

Amplificatorul ar trebui sa aibe rezistenta interna de 0,004 ohmi, adica 4 miliohmi, astfel incit ar trebui ca in sarcina sa scada doar 10 milivolti tensiunea de iesire cind punem sarcina de 4 ohmi fata de iesirea in aer (fara sarcina).

Iata cum variaza rezistenta echivalenta a unui inductor la anumite frecvente.

http://www.dummies.com/how-to/content/electronics-measurement-calculate-inductive-reacta.html

Calculeaza te rog rezistenta serie echivalenta a unui inductor de 10uH cu 0,002 ohmi rezistenta in DC (cit folosesc hypex la ncore 500) la frecventa de 20000Hz, si adaug-o serie la intreg circuitul.

Eu voi crede despre acel DF 1000 la 20kHz, cind voi avea un Ncore 500 pe mina la teste, si cind la frecventa fixa de 20kHz la iesire voi pune o sarcina de 4 ohmi, si imi scad doar 10mV fata de fara sarcina.

N-am vazut asta nici la o clasa AB cu DF5000, sa poata face astfel la 20kHz unde inductorul de iesire nu depaseste 2,7uH, dar, poate ca la ei fizica se aplica altfel...

[Shibata]

Ok, am inteles. Masuratorile facute de BHK Labs sunt gresite, masuratorile facute de altcineva (cine? ca nu cred sa existe masuratori care sa le infirme pe alea) sunt corecte. Eu zic sa nu o mai lungim, nu de alta dar sper ca ai remarcat ca audiofilii si-au luat punga cu popcorn, stau cuminti pe margine si se amuza copios pe seama noastra.

[CPT]

Uite ce spune teoria (desi nu sint adeptul ei)

Rezistenta echivalenta a unui inductor de 10uH la frecventa de 50Hz este de 0,003 ohmi, adica 3 miliohmi.

La 20000Hz, rezistenta echivalenta a aceluiasi inductor de 10uH este de 1,256 ohmi, adica 1256 miliohmi.

XL = 2xPixFxL

= 2 x 3.141592653 x 20 kHz x 10 uH

= 1.256 ohmi

La 450000Hz adica carrierul acelui Hypex este de 28,2 ohmi

Deci cum facem cu acei 1,25 ohmi serie introdusi de catre inductor la frecventa de 20kHz serie cu sarcina, in calculul DF la 20kHz, chiar si presupunind prin absurd ca are numai reactie post filter (deci luata in feedback si bobina de pe iesire), cind impedanta variaza de la 8 ohmi la 4 ohmi sau chiar si la 2 ohmi?

[Shibata]

Leco, ca sa nu intram in detalii de genul regim armonic permanent, modulatia impulsurilor in durata, de ce iarna nu-i ca vara, etc..., de ce nu scrii celor de la Hypex si sa ii intrebi direct care-i treaba cu DF-ul ala? Cred ca ei sunt cei mai in masura sa-ti raspunda.

[CPT]

@ ADAM:

Da, s-ar putea ajunge la o concluzie cind fizica se aplica CORECT conform formulei de mai sus, si cind as avea pe mina acel amplificator sa il testez real.

Lumea nu cunoaste cit de sensibil (a se intelege influentabil) este filtrul de pe iesire L/C de la clasaD in functie de impedanta de sarcina folosita.

Nu cred ca Hypex au descoperit ei minunea unui filtru de iesire care sa se comporte ABSOLUT identic la 3 sarcini diferite 8, 4 si 2 ohmi, astfel incit raspunsul in frecventa in gama 20Hz-20kHz sa fie ABSOLUT nealterat de variatia rezistentei (impedantei) sarcinii, cum arata acele grafice.

Inseamna ca au produs amplificatorul PERFECT!

Nu vad acolo niciun circuit sofisticat care sa corecteze SEPARAT si perfect (pentru ca graficul acela asa arata 8/4/2 ohmi), 8 ohmi cu 4 ohmi si cu 2 ohmi, ar trebui minim un selector de impedanta cu 3 pozitii care sa modifice pe acolo niste chestii in feedback, astfel incit sa poti zice ca "incerci" sa "compensezi" in functie de sarcina.

Adica ceva care sa tine in relatii strins fixe, underdampling-ul cu overdampingul circuitului L/C de la iesire, in functie de impedanta folosita.

Pentru cei ce vor sa inteleaga masuratoarea unui damping factor, am un test mai vechi facut la puterea de 200W/2 ohmi si 100Hz unde initial amplificatorul fara sarcina la iesire ofera 20,006V (200,12W) , si in sarcina de 2 ohmi scade la 19,981V, (199,62W) adica circa 25mV "cadere" pentru 2 ohmi, DF-ul se poate calcula cu regula de 3 simple, pentru cine este interesat

">https://www.youtube.com/watch?v=8zo8coeSqPY

[CPT]

Sau unul pe 8 ohmi (masuratoare STANDARD), la diverse frecvente de 10, 20 si 400Hz, masuratoare REALA, care nu poate fi contestata, un damping factor REAL peste 5000/8 ohm intre 10 si 400Hz

">https://www.youtube.com/watch?v=b-pl0eF5LUc

[Shibata]

Leco, tie ti s-a intamplat vreodata in viata sa nu ai dreptate? Si daca da, cat de repede te-ai convins? Si cum ai reactionat dupa?

[CPT]

Poti DEZVOLTA?

Mi s-a intimplat de multe ori in viata, la masuratoarea unui aparat nou sau reparat, ce era in grafic sa nu corespunda realitatii in special in ceea ce definea PUTEREA RMS si DF-ul...

Aparatele oldschool masurau mai bine in ceea ce priveste puterea debitata (unele), dar marea majoritate mai slabut la DF.

Banuiesc ca doreai sa discutam despre electronica, nu viata de zi cu zi.

Da-mi voie te rog sa imi rezerv ideea de a NU crede orbeste, specificatiile date pe internet, indiferent ale carui producator de amplificatoare sint (hi-end, hi-fi- pro, no name, china clone), insa da-mi voie sa cred 99,9%, ceea ce masor, real.

Si mai da-mi voie te rog, sa cred ca prin prisma a peste 30 ani de zile de cind realizez amplificatoare, ca am acumulat ceva experienta in domeniu, astfel incit sa nu "ma zbirlesc pe spinare", la primele grafice "mai stufoase" ale unui X producator, care acum 11 ani nu auzise nimeni de ei, Hypex.

M-as mira ca intr-un interval atit de scurt de timp, de la lansarea lui UCD series, cu o rata de failure destul de mare la (pornire crapau, vez diy forum), sa se fi "specializat" in citiva ani astfel incit sa scoata amplificatorul PERFECT...

Vreau sa vad si eu cel putin UN PATENT HYPEX, in domeniul amplificatoarelor in clasaD.

M-ar interesa in special ceva gen Hypex noninfluentable output filter regarding impedance used.

se pare ca nebuinia maxima a inceput de cind au schimbat inductorul de la iesire, bucla de control feedback, comparatorul, si au atins perfectiunea.

Mai sa fie, altii se chinuie cu tone de formule matematice sa realizeze un inductor cit mai aproape de IDEAL http://ecee.colorado.edu/copec/book/slides/Ch14slides.pdf si ei cu un inductor de maxim 10 euro, au atins perfectiunea...

[Shibata]

Omule, ia o bobina si o rezistenta, fa un FTJ, pune-i pe intrare un generator, pune generatorul pe sinus, variaza-i frecventa in jurul frecventei de taiere, masoara tensiunea pe rezistenta si vei constata bucuros ca formulele alea da, se aplica. Dupa aia trece generatorul pe dreptunghiular si repeta experimentul. Mai poti aplica formulele alea? Mai corespunde rezultatul masurat cu ce obtii tu aplicand formulele alea?

[CPT]

Eu nu discut aici de semnal dreptunghiular, nu incerca sa rastalmacesti discutia, discutam de DF 1000 la 20000Hz, exact ceea ce am atras atentia ca nu este in regula, si nu cred pina nu masor, ca se poate atinge la o clasaD cu inductor de 10uH serie cu sarcina in configuratia autooscilant de la Hypex tehnologia lor UCD.

Cu semnalul dreptunghiular faci masuratori ca sa determini 2 chestii:

Rise time si fall times, si apoi slew rate-ul implicit viteza amplificatorului.

Semnalul dreptunghiular, nu are treaba cu Damping Factorul.

Deci, revino pe fagasele normale tehnice despre care am discutat pina acum, daca TOT vrei sa continuam.

Tu unul ai curaj sa bagi mina in foc pentru acel DF1000 la 20kHz?

[Shibata]

Nu te supara pe mine, dar pana fix inainte de bobina aia, amplificatoarele in clasa D cu ce semnal "functioneaza"?

[CPT]

Dreptunghiular in care este modulat semnalul audio de catre un comparator.

Ce forma de semnal are acel semnal de 20kHz despre care discutam?

Si cum este obtinut el din cele 2 amestecate?

Vrei sa iti explic cum functioneaza o clasa D, autooscilanta?

Dar una cu clock extern?

Care sint avantajele si dezavantajele fiecaruia, stii?

Poti sa-mi spui cum semnalul triunghiular din comparator ajunge sa devina dreptunghiular la iesirea mosfeturilor si apoi sinuoidal ia iesirea audio?

Ai construit vreodata o clasaD?

iata o tentativa de a mea de acum ani buni:

http://i39.tinypic.com/15hk9c3.jpg

http://i44.tinypic.com/zyil5j.jpg

http://i39.tinypic.com/ae2vs0.jpg

http://i42.tinypic.com/2gtagqe.jpg

http://i44.tinypic.com/zyil5j.jpg

http://i41.tinypic.com/9km9gk.jpg

http://i43.tinypic.com/2zz1f60.jpg

si imbunatatita:

http://i31.tinypic.com/14jti10.jpg

Bobinele de iesire, mult mai mici:

http://i26.tinypic.com/10ofp4z.jpg

Radiatoare mult mai mici:

http://i30.tinypic.com/11iiusx.jpg

ADAM, cred ca acestui subiect i-ar sta bine la cafenea, cind discutam tehnic cu explicatii, formule si alte chestii, versus 0, intrebari fara o legatura despre damping factor 1000 la 20000Hz.

Editat Iunie 8, 2016 de Vizitator

[Shibata]

Bun, bine, da, asa este, ai dreptate. Eu nu mai am alte argumente logice. Poate continua altcineva discutia.

[FMAcoustics]

http://www.hypex.nl/docs/papers/AES118BP.pdf

[CPT]

Ala nu este un PATENT...

http://www.extron.com/company/article.aspx?id=audiopatents

http://www.google.com/patents/US7646240

Hypex nu sint decit niste integratori de componente electronice pe o placa PCB.

[Andi]

Băi frate, putem trece peste subiectul Hypex? Aveţi o concluzie, vorba lui Adam? S-a mai discutat despre Hypex pe forumul ăsta şi s-a "hotărât" că strugurii-s acri rău, adică MBL nu-s bune că folosesc Hypex.

[hpavictor]

In cautarea sunetului dorit putem trece peste modulele celor de la Hypex .

Până la urmă , mai contează ceva ?

Unii nu doresc sa se strice imaginea de haur a unor firme haudiofile cu amanunte zdrobitoare .

Asa sa fie .

Eu renunt primul la comentariile pro ( exista si asa ceva ) sau contra despre Hypex .

Case closed !

[bogdanozaurus]

Lungul drum al cautarii sunetului dorit s-a transformat intr-o dezbatere interminabila despre amplificatoarele in clasa D si grafice plus diagrame. Nu as avea nimic impotriva dar aici e chiar off topic.

Am ascultat Devialet si mi-a placut, de Gato AMP 150 nici nu mai zic.... Da ce conteaza ca se aud bine.

[CPT]

Totul pina acum a fost cit se poate de civilizat si ultra-detaliat, cel putin din partea mea.

[dinica]

Ar fi fost interesant ca dupa toata discutia tehnica, binevenita spun eu, sa incercati o concluzie, o balanta intre auditiile personale si masuratori.

[CPT]

Din pacate nu cred ca are cineva de pe la noi acel amplificator sau macar module Hypex.

Daca aveam, le testam demult...