Audiophiler Class-D Verstärker

Könnte man dann sagen, daß die Audiophilität mit der Totzeit-Vermeidung steht und fällt? Hattest Du diesen Aufwand vor 6 Jahren auch getrieben?

@Rumgucker

Mit Sicherheit nicht. Mein erster Versuchsaufbau vor 6 Jahren schaltete insgesamt wesentich langsamer und war nur für max. 200kHz ausgelegt. Es war eine kompementäre Halbbrücke mit IRF540/9540 und selbstgebastelten C-MOS-Treibern. Die Totzeit im Treiber lag bei ca.200ns. Eine versuchsweise Erhöhung auf 400ns brachte keine hörbare Verschlechterung der Klangqualität.

Bei meinem aktuellen Aufbau hätte ich es mir sicher auch einfacher machen können, um nur den Klang zu reproduzieren. Doch wenn mein Ehrgeiz erst mal erwacht ist, möchte ich es meistens gleich ganz perfekt machen.

Was momentan die Sache noch etwas verzögert, ist wie gesagt das Layout für eine überarbeitete neue Steuerplatine mit verbesserter Masseführung und weiteren Feinheiten. Das aktuelle Masseproblem ist etwas größer als erwartet und ergibt sich aus meinem erstmaligen Einsatz integrierter Halbbrückentreiber in Verbindung mit dem Vollbrücken-Aufbau. Bei einer Halbbrücke ist die erzielbare ( und EMV-gerechte! ) Leistung einfach zu klein. Bei einer Hochvolt-Halbbrücke wird wieder die Schaltgeschwindigkeit ein Problem, wenn man auf esotherische Bauteile verzichten will.

Rumgucker schrieb:

jetzt versteh ich das Mißverständnis! Du siehst die Spannungspotentiale und denkst, daß wegen der anliegenden Spannung Entladung und LAdung identisch sind. Das ist nicht der Fall!

HILFE!!!

Du hast es mir doch selbst so wunderbar erklährt mit dem Zeilentrafo. Und jetzt weisst du selber nicht mehr wie es geht? Das hab doch sogar ich begriffen.

Der Strom, der durch eine Spule fließen kann, wird immer durch irgend einen Widerstand begrenzt, notfalls ihren eigenen. Und nur das lässt ihn exponentiell steigen/fallen. Irgendwann fällt jegliche Spannung, die man reingibt, an diesem Widerstand ab, dann ist für die eigentliche Spule die Spannung 0. Wenn ich jetzt die Supraleitung einschalte, kann ich die Spulenenden miteinander verbinden, und der Strom fließt einfach weiter. Dann habe ich den supraleitenden Magneten, wie man ihn z.B. in der Kernforschung verwendet. Bei Spannung 0 an der idealen Spule steigt der Strom nicht weiter, fällt aber auch nicht.
Betrachten wir weiter die supraleitende Spule:
Beim Anlegen einer (ebenfalls idealen) Spannung steigt der Strom linear. Irgendwann währe er unendlich. Spannung aus (0V = Kurzschluss): Strom fließt genau so weiter. Ich muss erst eine umgekehrt gepolte Spannung "anlegen", um den Strom wider abzubauen (linear bei konstanter Spannung). Jetzt fließt der Strom allerdings in die "Spannungsquelle" rein, dadurch wird sie natürlich zur Senke. Irgendwann passiert der Strom unmerklich die Nulllinie, wird dabei vom Entladestrom wider zum Ladestrom und die Quelle muss wieder liefern (bzw. aus der Senke wird wieder eine Quelle). Da gibt es überhaupt keinen Unterschied zwischen Entladung und Ladung.

Jetzt wieder zum SODFA:
Natürlich verläuft der Dreieck des Stromes in Wirklichkeit auch exponentiell. Ich hab ja auch geschrieben:

Betrachte den LC-Tiefpass als einen Integrator, der möglichst weit davon entfernt ist, seinen vollen Spulenstrom während einer halben Taktperiode der PWM-Frequenz zu erreichen. Dann bewegt sich der Strom bei einem Rechteck am Eingang annähernd dreieckig,

Die Spannung über der Spule ist aber in den beiden Richtungen, in die geschaltet wird, wegen dem Tiefpass-C und wegen +/-Ub wenigstens annähernd konstant, und die Spule ist hoffentlich so niederohmig, das bei den Strömen die wir brauchen von dieser Spannung merklich noch nichts abfällt (ebenso der jeweilige RDSon), so dass wir von einer ziemlich linearen Stromänderung sprechen können.
Noch mal: Es gibt keinen Unterschied zwischen Ladung und Entladung mit einer konstanten Spannung.
Nur wenn wir den Stromkreis richtig öffnen, dann wird alles anders. Da verweise ich dich mal auf einen früheren Beitrag in diesem Threed:
#442

Gruß Tillg
War der falsche Beitrag, ich meine #547

@ Beobachter

Ich habe inzwischen, unter Mithilfe eines Freundes,
den Spulentest gemacht.
Ringkernspule mit Amidon-Kern und Luftspule.
Wieder mit Relaisumschaltung, fernbedient, in mono, und im Mittel-Hochtonbereich.
3 Zuhörer haben mir bestätigt, keinen Unterschied zwischen den beiden Spulen wahrzunehmen.
Sie wußten dabei nicht, welche Spule gerade geschaltet war.
Dieses war auch mein Eindruck.
Der Klang wurde allgemein als sehr gut bezeichnet.

Die Luftspule zeigte kaum Erwärmung,aber Störstrahlung und Schwingneigung, (wurde provisorisch mit Alufolie abgeschirmt, dann besser).
Die Spule mit Amidon-Ringkern erwärmte sich mehr, blieb aber deutlich kühler als andere Materialien, die ich vorher in Gebrauch hatte.

@Tillg:

ich hab dir nie was von Supraleitung erzählt. Ich hab dir lediglich was vom Umschwingverhalten eines freilaufenden LC-Schwingkreises erklärt.

Auch zur Spule kann ich mich nur wiederholen: bei eingeprägter Spannung steigt der Strom linear an. Bei Entladung der Spule an einem Widerstand (so wirken die Inversdioden in der Totzeit) fällt der Strom in der Spule e-förmig ab.

Du kannst Spannungen und Ströme vertauschen und statt der Spule nen Kondensator nehmen. Das liest sich dann so:

Bei eingeprägtem STROM steigt der SPANNUNG linear an. Bei Entladung des Kondensators an einem Widerstand fällt die Spannung am Kondensator e-förmig ab.

Ist halt so. Hab ich auch nicht erfunden....

@Ampericher

Das spricht auf jeden Fall für die Qualität des Amidon-Ringkerns. Nach meinen ersten klanglich enttäuschenden Versuchen mit Ferrit-Schalenkernen hatte ich schon jede Hoffnung in dieser Richtung aufgegeben. Ich werde mir die Dinger mal besorgen.

Meine derzeitigen Zweikammer-Luftspulen mit Schalenkern-Abschirmung funktionieren zwar ausgezeichnet, haben aber natürlich ein deutlich schlechteres Volumen/R_DC - Verhältnis, als eine Ringkern-Drossel.

@alle

Noch ein schönes Elektronik-Rätsel für den Abend:

Der DC-Offset am Ausgang liegt wie gesagt ohne Abgleich und ohne aktive Offset-Kompensation ( R-Toleranzen allgemein 1%, R515 entfernt ) bei 90mV.

Mit R515 steigt der Offset auf über 1.5V und bleibt nicht stabil. Dabei ist es auch in der Praxis egal, ob die Eingänge der "Offset-Kompensation" an +-Ur, oder an +-Ua liegen.

Ohne R515 und mit R501 ersetzt durch 22k-5kPoti läßt sich der Offset problemlos auf Null abgleichen und bleibt bis auf wenige Millivolt stabil.

@ Beobachter

Du schreibst, dass Du von dem Klang mit den Schalenkernen enttäuscht bist.
Woher weißt Du, daß es an den Kernen liegt, und nicht
Deine Schaltung noch problembehaftet ist?
Hast Du noch eine Referenzspule, mit der Du vergleichst?
Welche Spule hast Du vor 6 Jahren benutzt?
Zu der Zeit hast Du auch sicherlich andere Boxen gehabt?
Auch der Höreindruck verändert sich mit den Jahren.
Vieleicht hast Du auch Deine Schaltung zu "gut " gemacht?

Musichnochsimuliern? Odahatsichallesgekleert?! Bin nämlich faul.
Es scheint mir alles mögliche vom Gesagten richtig. Prinzipiell Stromüberlappung in der Endstufe->keine Strom-Totzeit, dazu gab es vor kurzem einen Link in Richtung diy-Forum.
_Alle_ realen Bauelemente besitzen parasitäre Elemente, dazu kommen die des physischen Aufbaus. Deshalb hat auch jegliche Spule einen immanenten Rdc. Allein dadurch wird der Strom vom Dreieck abweichen, es gibt sicher noch andere Effekte. Wenn man über (wenn auch möglichst geringe) Signalverfälschung redet, sind diese Parasitäten mit zu berücksichtigen. Wenn man das nicht sicher berechnen oder mangels realistischer Modelle simulieren kann (wie auch ich), hilft am Ende vielleicht noch eine phänomenologische (oder qualitative) Betrachtung, wie Ihr das gerade versucht, oder eben der Aufbau und Test.
Leider ist bei einer Luftspule der Rdc gegenüber einer "verkernten" Spule deutlich größer. Und jede Abweichung von der (auch Strom-)Linearität führt zu irgendwelchen Verzerrungen. Die Frage bleibt, wieweit meß- und hörbar. Es könnte sein, daß bei geeigneter Auslegung die Hysterese- und Sättigungseffekte eines Kerns schon durch die Rdc-Einflüsse überdeckt werden, kann ich nicht einschätzen. Aber ich würde nicht pauschal sagen, ohne oder mit Kern ist ohne Abstriche besser. Beispielsweise wird beim UcD180 die Spule (ich glaube P-Kern ohne Mittelschenkel) im Leerlauf locker 60°C warm. Ich halte das nicht für gut, es deutet meiner Meinung nach auf (vermeidbare?) Verluste hin. Bei der Beantwortung diesbezüglicher Fragen druckst Hypex ein wenig herum und meint, alles wäre in Butter. Allerdings ist der Kern auf dem UcD400 ein größerer RM. U.a. zur Optimierung der Verzerrungen (aha?!).
Hihi, schön gelabert und nichts Gehaltvolles gesagt, ich sollte Politiker werden...

Gruß und gute Nacht, Timo

@Ampericher

Die Schalenkerne, von denen ich enttäuscht war, sind NICHT die aktuellen, sondern die von vor 6 Jahren im Vergleich zu einer Luftspule und insgesamt im Vergleich zu einem wirklich excellenten Analog-Amp. Die angeschlossene Lautsprecherbox war damals mit hochauflösenden Audax HD-A Chassis bestückt.

Zur Zeit warte ich noch auf neue Lautsprecher ( habe momentan gar keine halbwegs brauchbaren ) und einen CD-Player. Weiterhin muß ich noch mein beschriebenes Masseproblem praktisch lösen, also neue Treiberplatine, 2 Wochen Lieferzeit.

Erst dann machen ernsthafte Hörtests Sinn.

@Timo:
Du bist aber auch keine Hilfe!

Timo schrieb:

Es scheint mir alles mögliche vom Gesagten richtig.

Toller Satz.

@Rumkucker:

Rumkucker schrieb:

ich hab dir nie was von Supraleitung erzählt. Ich hab dir lediglich was vom Umschwingverhalten eines freilaufenden LC-Schwingkreises erklärt.

Und ich hab geschrieben:

Nur wenn wir den Stromkreis richtig öffnen, dann wird alles anders. Da verweise ich dich mal auf einen früheren Beitrag in diesem Thread: #547

Weil man dann zusammen mit der L-Kapazität und anderen parasitären einen freilaufenden LC-Schwingkreis hat.

Rumkucker schrieb:

Bei Entladung der Spule an einem Widerstand (so wirken die Inversdioden in der Totzeit) fällt der Strom in der Spule e-förmig ab.

Wieso wirkt eine Diode wie ein Widerstand?
Außerdem reden wir schon lange nicht mehr von Inversdioden. Wir reden von RDS_on (in der Tat ein Widerstand) und RdcL (auch). Sagen wir mal, die haben zusammen 100mOhm. Und die sind beim Entladen genau so groß wie beim Laden. Und wenn du einen Kondensator mit KONSTANTEM STROM entlädst, sinkt seine Spannung ebenso linear. Erklär mir also noch mal den prinzipiellen Unterschied zwischen Laden und Entladen.

Und jetzt wollen wir mal rechnen:
Nehmen wir an, Ub = 50V (oder +/-25V) und U_CT (T steht hier immer für Tiefpass) liegt gerade in der Mtte (keine Aussteuerung). F=500kHz, also T/2 = t = 1µs. LT=10µH. Irgendwer schaltet, also liegen 25V an LT (und die nehmen wir erstamal als konstant an). di = U * t / L = 2,5A. Soviel ändert sich also der Strom durch LT während einer (durchschnittlichen) Halbwelle. Macht an 100mOhm eine Spannungsänderung von 250mV, das sind 1% von U_CT. Daraus ergibt sich dann die Nichtlinearität des Dreiecks, also des Stromanstiegs. Und das ist in der nächsten Halbwelle nicht anders. Auch nicht bei einer anderen Betriebsspannung, die kürzt sich raus.

Und jetzt könntest du mich natürlich fragen, wo kommt der Strom von 5A her, der bei RL = 4 Ohm und 80% Aussteuerung fließen soll.
Der ist dem Dreieckstrom überlagert. Das heißt, in der positiven Halbwelle (Richtung Aussteuerung) fließt er eben einfach (5A Mittelwert), Der Strom kommt aus dem Elko im Netzteil, die Stromquelle (Schaltungstechnisch) ist aber LT. Und in der negativen Halbwelle (wobei Halb- und -welle hier die falschen Bezeichnungen sind, mir fällt aber gerade nichts anderes ein) gibt es für LT nur Entladung, Mittelwert auch 5A, aber immer noch in die gleiche Richtung, also in RL rein. Stromquelle ist wider LT, die jetzt auch die Energie liefert. Der Strom wird im Sinne des jetzt leitenden FET niemals positiv. Er fließt dabei wieder in den Netzteilelko rein, den anderen bzw. bei Vollbrücke in den gleichen.
Bei höherer Aussteuerung verlässt also der Dreieckstrom (ach Entschuldigung, e-förmige) komplett seine Nulllinie und entfernt sich sogar von ihr. Und der eine FET ist dabei nur noch für Entladung zuständig. Mit einem Bipolaren geht das gar nicht. Da bräuchte man auf alle Fälle die Inversdiode(n). Und dann bleibt es aber immernoch ein Dreieck (1%).

Und was du zu Beobachter über Strom- und Spannungsmessung gesagt hast, solltest du auch noch mal überdenken. Die Spannung ist es, die an der Spule in die Höhe schnellt. Der Strom ändert sich kaum sichtbar beim Ringing.

@Timo
So viel auch zum immanenten Rdc der Spule. Den kriegt man auf 10mOhm runter, wenn man sich Mühe gibt (mit Ringkern).

Viele liebe Grüße
Tillg

@Beobachter
Wie sieht denn die Spannung am Ausgang U504B aus?

Rumgucker schrieb:

Könnte man dann sagen, daß die Audiophilität mit der Totzeit-Vermeidung steht und fällt? Hattest Du diesen Aufwand vor 6 Jahren auch getrieben?

Irgendwann hat Beobachter mal gesagt (oder zumindest die Vermutung geäußert, ich erinnere mich nicht genau), die Totzeit spielt beim SODFA gar keine Rolle.
Die strenge Totzeitdiskusion hat Timo in's Spiel gebracht, mit seinem Kernfrage-Link.

Tillg

@ alle

Spielt die Totzeit wirklich keine Rolle?
Immerhin herrscht dann für kurze Zeit ein "off-state" Zustand zwischen den Fets, und die Spule ist in diesem Moment frei geschaltet.
Welche Auswirkung ist da zu erwarten?

@Tillg:
Ich denke schon, daß wir uns schon gegenseitig verstanden haben.

Solange es keine Totzeit gibt (Totzeit = Zeit, in der kein Transistor leitet), solange kürzt sich alles raus. Nur wenn die Spule freiläuft, gibts Klirr, Ring und e-förmigen Stromausklang. Das temperaturstabile Vermeiden einer Totzeit halte ich für wichtig. Zumindest beim SODFA, weil einen Drosselrückschlag prinzipbedingt nicht ausgleichen kann.

Beim postfilter-feedback werden solche Dinge gegengekoppelt. Beim NOSODFA kann man die Totzeiten groß, unkrtitisch und serienfertigungstauglich machen.

Ampericher schrieb:

@ alle Spielt die Totzeit wirklich keine Rolle?

Das wollte ich damit wirklich nicht sagen. Wenn du des englichen einigermaßen mächtig bist, kämpf dich doch mal durch Timos Link, den ich im vorigen Beitrag (#613) nochmal platziert habe (Kernfrage)

Tillg

Kann mir jemand sagen, wo ich als Privatmann HIP2101 kaufen kann?

@Ampericher

Wenn der zuständige Distributor mir wieder 100St. aufs Auge drückt, kann ich dir welche schicken.

@Alle

Löt-Kuli an Lötfaule:

Bei einer Erhöhung der Totzeit auf gänzlich unvernünftige 200ns ( R525, R526 = 100k ), wo bei einem Hysteresewandler laut IRF nur noch der Sound eines Getto-Blasters zu erwarten wäre, zeigt mein SODFA zumindest an mittelmäßigem Hifi-Equipment ( alter Philips CD-Player, Canton-Box ) keine hörbare Klangbeeinträchtigung.

Die Ausgangsspannung ist nach wie vor ein Rechteck, aber mit deutlich sichtbarer Vorformung in der Totzeit, die das Dreiecksignal entsprechend mit verformt.

@Beobachter
Was macht diene Ofsetregelung?

@Beobachter

Mice/diyaudio.com schrieb:

I tend to find that the ringing caused by the realise of this "trapped" energy, resulting in ringing of say 2nS - 5nS but can easily be double the rail voltage - with most Scope / Probe combinations this just appears as "Mild" over / undershoot - leaving you wondering why you can't pass EMC, your output stage causes erratic operation of other circuits (and your temperature controlled soldering station) and why your FETS fail after time.

Und wie siehts damit aus?

Tillg

@Tillg

"Miene Ofsetregelung" ist für mich gestorben.

Ein SODFA hat ja von Hause aus die Eigenschaft, dass er seinen Nullpunkt sehr gut allein stabilisiert ( laut "Hifi-Akademie" um 20dB besser, als ein Hysteresewandler ). Bei einer Halbbrücke wäre das auch so.

Bei einer SODFA-Vollbrücke entsteht der Offset allein aus der Toleranz der Widerstände am U504A. Dieser sollte also ohnehin, auch zur Minimierung möglicher Verzerrungen, abgeglichen werden. Selbst eine funktionierende Offset-Kompensation wäre da nur hinderlich.

OK, mit dem Schriftsteller werden hat sich das jetzt wohl erledigt?

Ampericher schrieb:

Kann mir jemand sagen, wo ich als Privatmann HIP2101 kaufen kann?

http://de.farnell.co...ty=1&specialorder=on

@ Tillg @ Beobachter

Danke, ich wußte nicht, das Farnell auch an privat verkauft.
Werd sie mir dort beschaffen.

Nur zum Vergleich: Bei Spoerle kosten die HIP2101 ( SO8 ) 2.40€.

Kann das sein, dass die bei Farnell 20€ Vrsandkosten haben wollen, oder was heißt "20€ VP pro Auftr."?
Außerdem steht da:
"HINWEIS: Das Angebot richtet sich ausschliesslich an Gewerbetreibende, alle Preise zzgl. MWST"
Sorry

Ich finde das morgen heraus, man kann ja mal nachfragen.

@Beobachter:
Hast du deine 200nS-Totzeitversuche mit externen Shottkys gemacht oder ohne oder mit und ohne?

@Rumkucker:
Wenn du das nicht magst, dass ich an dir rumnörgle, dann sags ruhig, ich muss mir das von meinen Kindern auch anhören. Die finden mich besserwisserisch.

Rumgucker schrieb:

Das temperaturstabile Vermeiden einer Totzeit halte ich für wichtig. Zumindest beim SODFA, weil einen Drosselrückschlag prinzipbedingt nicht ausgleichen kann.

Widerspruch:
Der erste Integrator sieht ja, was den zweiten bedrückt. Das kommt nämlich auch bei ihm an. Deshalb scheint es auch so gut bei Beobachter zu funktionieren, wie er beschreibt.
Was mich bei seiner Schaltung bisher gestört hat, dass die Schaltstufenspannung nicht direkt an den ersten Integrator geht, wie ursprünglich beschrieben. Vor allem auch deshalb bin ich so gegen die Vollbrücke. Der Differenzverstärker muss jetzt mit den kurzen Spannungsspitzen klarkommen. Der Integrator selbst schafft das viel leichter. Dabei muss sein OPV dem Impuls nicht mal exakt folgen, weil der ja am Anfang passiert.
Aber wenn Beobachter weiter Erfolge feiert, schon mit "langsamen" OPV's, lasse ich mich vielleicht auch von Brücke überzeugen. Vom Netzteil hat er mich ja schon überzeugt.

Gruß Tillg

Hier die "vorläufig endgültige" Schaltung des SODFA-Brückentreibers:

http://img21.exs.cx/img21/1083/b2treiberms71cb.jpg

Kommentar später, auch ich muß mal schlafen.

Hallo Beobachter,
ja, sehr schön.
Sieht auch schon etwas übersichtlicher aus (oder ich habe mich bereits an deine Schaltungen gewöhnt ).
Ich hätte aber P1 nicht in den Signalweg gelegt. Lieber würde ich am Knoten R21/R26 oder wo auch immer hochohmig einen einstellbaren Gleichstrom einprägen. Die Betriebsspannungen müssten ja dafür stabil genug sein.

Gruß Tillg

Du wirst mir jetzt antworten:
"Mit P1 gleiche ich aber die Widerstandstolleranzen am U3 aus, denn die alleine sind verantwortlich für den Offset. Damit ist dann auch die Verstärkung von U3 auf beiden Seiten exakt gleich."
Stimmt natürlich, bis auf die Offsets der OPV's selber, und was am Eingang ankommt muß auch auf 0 liegen. Aber dann tausch ihn doch wenigstens mit R18. Dann liegt er nicht so "hoch". Er ist ja doch etwas größer und hat irgendeine Kapazität zu seiner Umgebung.
Oder besser noch: leg ihn zwischen R19 und GND.
Was nimmst du denn für einen?

Tillg

@Ampericher:
Wie viele willst du haben von den HIP2101?
Ich frage mal bei meinem Händler, was der dafür haben will. Das wird etwas teurer, für mich aber ohne Versandkosten. Ich könnte dir dann welche mitbestellen, die ich dir per Polsterbrief schicken würde. Ist wohl am billigsten. Vorher frage ich dich natürlich noch mal, wenn ich einen Preis habe.
Tillg

@Tillg

Was ich von der Einspeisung eines einstellbaren Stroms auf den E+ des LT1016 denke, kannst Du dir ja wohl auch denken:

Das umtauschen von P1 und R18 ist eine gute Anregung.

Ein Poti in Reihe mit R19 wäre sehr niederohmig ( 50R - 100R ). Bei einem solchen Poti ist der Übergangswiderstand zwischen Schleifer und Widerstandsbahn verhältnismäßig groß gegenüber dem Gesamtwiderstand des Potis, sodass ich mir Sorgen wegen der Langzeitstabilität mache.
Der Übergangswiderstand kann sich durch Diffusions-Effekte mit der Zeit ändern, gerade wenn das Poti nicht bewegt wird.

Ich werde in jedem Fall einen Cermet-Spindeltrimmer verwenden, genauer Typ steht noch nicht fest.

@Tillg:

mich störts nichts! Ich geh ja auch nicht zimperlich mit Euch um.

Deine Bewunderung für Beobachters Realisation teile ich nicht. Netzteil dauernd unter Spannung stehen lassen, Nanosekunden-Gefummele, Spezialchips usw. bringen mich eigentlich von Tag zu Tag mehr vom reinen SODFA-Glauben ab.

Geniale Lösungen sind immer einfach! Ne audiophile Grundschaltung im Nachhinein zu verkomplizieren - das kann ja jeder gerne im stillen Kämmerlein tun. Das finde ich nicht so interessant.

Meine Hoffnung in diesem Thread war: "hier hast Du ne Schaltung, bestehend aus 20 handelsüblichen Bauteilen. Hat zwar nen Einschaltknacks, braucht ein externes Netzteil und hat einen schlechten Wirkungsgrad - aber sie tut es". In diesem Sinne würde mich Beobachters alte Schaltung von damals mehr interessieren und nicht das aktuelle "high-tech-ns-Gefuddele".

Beobachters aktuelle Schaltung kann und will ich nicht nachkochen. Seine alte Schaltung dagegen hätte mich mehr motiviert, besonders WEIL sie nicht perfekt war.

"think simple"

@Beobachter:
Hast Recht.
Wie wärs mit P1+Rx Parallel zu R19? Dann währ's wieder hochohmig. Aber du hast ja keinen Platz für noch ein Rx. Kannst du aber auch weglassen (nur nicht zu weit drehen ).
Tillg

@Rumgucker:

Sehe ich ja auch so. Aber lass doch Beobachter erst mal rauskriegen, worauf es wirklich ankommt. Ist doch ganz gut, dass er so gründlich forscht.
Ich denke, wir schaffen das schon, anschließend eine Genial Einfache Schaltung daraus zu machen. Ich mache mir ja schon Gedanken darüber. Außerdem ist mein Interesse mehr akademisch. Hier lernt man ja auch was, ich jedenfalls eine Menge. Ob ich’s wirklich nachher baue, steht ja auf einem anderen Blatt. Ich bin ja auch nicht der High-End-Freak. Vielleicht gehe ich auch in’n Laden und kauf mir so’n Teil. Bin nur noch abgeschreckt von den Boxen.

Ich denke an Halbbrücke.
Tillg

In dem Zusammenhang würde mich auch immer noch die Schaltung von Ampericher interessieren. Er hat in
#245 mal gesagt: „Einen Schaltplan stelle ich erst später ein.“. Darauf wart ich heut noch. Nicht weil ich ihn für das non+ultra halte, sondern weil ich mal sehn will, was man mit „Die Schaltung habe ich mit Bauelementen aufgebaut, die gerade greifbar waren.“ alles fertig bringt. Inzwischen hat er sie ja auch im Mittel- Hochtonbereich getestet.

@Ampericher:
Kannst du dich doch noch dazu überwinden?
Was machen übrigens deine anderen Modulatorversuche bzw. dein Gipsarm?

@Rumgucker:
Und was heißt hier „Bewunderung“?
Auch wenn Beobachter nicht immer so reagiert, wie wir es gerne hätten (er ist aber auch nicht unser Angestellter), ich merke durchaus manchmal, dass er wirklich etwas drauf hat. Nicht das er der große Theoretiker ist, wie so Leute von der Uni. Aber er hat das Feeling, ein gutes Gespür, den sicheren Instinkt für die Elektronik. Und die Praxis.
Simulationsprogramme sind mir dagegen eher suspekt (und Leute mit solchen, Anwesende natürlich ausgenommen). Das is' 'n bischen wie mit Schachkomputern. Von denen die ich kenne, hat das Simulationsprogramm bei mir im Kopf jedenfalls immer noch am besten funktioniert. Ich habe da schon dolle Sachen erlebt, aber ich will hier nicht petzen. Vielleicht hört ja einer mit. Ist allerdings auch schon 8-10 Jahre her, im früheren Leben.
Feeling, Praxis, Theorie und Simulation sind vielleicht die ideale Kombination, aber wann hat man das schon mal?

Grüße @Alle
Tillg

@alle

Hier mal eine "low-tech" - Version.

http://img174.exs.cx/img174/5688/sodfa01ms71ur.jpg

Das ganze dürfte auch mit bedrahteten Bauteilen funktionieren, eine doppelseitige Platine mit geschlossener Massefläche auf einer Seite ist jedoch unumgänglich.

Für den AD8066 kann jeder schnelle Doppel-OP mit Standard-Pinbelegung eingesetzt werden. Er sollte allerdings für +-5V optimiert sein.

Z.B. LMH6672, LT1361

Achtung bei der Pinbelegung des AD790. Sie ist für SO8 und Dip8 unterschiedlich. Im Schaltplan steht die Pinbelegung für SO8, da ich keine Lust hatte, dafür ein neues Symbol anzulegen.

Der Eingangs-Differenzverstärker macht nicht nur aus dem SODFA wieder einen nichtinvertierenden Verstärker, sondern dient auch zur Entkopplung der Signalmasse und der Vermeidung von Brummschleifen, wenn man mehrere Verstärker an einem Netzteil betreibt.

C14 muß natürlich andersherum gepolt werden ( sorry )!

Hi Beobachter

Hier muss man aber noch was gegen Übersteuerung tun! Die AussteuerGRENZEN liegen etwa bei knapp +/-1.5V am Eingang, sollte man also auf +/-1V begrenzen.
Das mit der Totzeit hast du aber jetzt ganz ignoriert. Und ich grüble die ganze Zeit, wie man das einfach hinkriegt.
@Timo: Simulieren!
Ansonsten sieht die Sache sehr nett aus. So etwa hatte ich mir es vorgestellt. Vielleicht noch was mit 74HC oder AC vor dem 2011 für die Totzeiten.
Ich bin für SMD. Würde ich dann auch routen.

Hab ich richtig gerechnet?:
f ca. 700kHz
f_Tiefpass ca. 50kHz (waren das bei deiner anderenSchaltung nicht 100kHz?)
Ua_eff ca. 25V bei 63%
160 W an 4 Ohm - so viel brauch ich ja nie!

Also gute Nacht erstmal


Tillg

Hey!
Ich bin ganz baff. DIE Schaltung hat ja mal was. Ich bin schwer beeindruckt. Dafür mal echt ein GROSSES Lob an Beobachter.

Sind leider noch etwas mehr als "20 Bauteile", aber das schafft Beobachter bestimmt auch noch.

Wenn er nicht, dann Du.

War ja wieder mal klar - dem einen ist die Schaltung zu simpel, dem anderen ist sie noch zu kompliziert, aber die Geschmäcker sind ja auch verschieden.

@Tillg

f = R4 / ( 4 * R13 * R3 * C13 ) = 409kHz

@alle

Leistungsstufe und Treiber entsprechen der IRF-Applikation für einen Hysteresewandler. Auch dort wurde auf eine zusätzliche Totzeit verzichtet, dafür etwas höhere Schaltverluste in Kauf genommen, was sich aber positiv auf die Form des Rechtecks auswirkt.

IRF benutzt einen quadratischen Integrator. Dabei ist die Abhängigkeit der Frequenz vom Modulationsgrad nicht ganz so hoch und es können bei Ub=+-55V ca. 88Vpp genutzt werden.

Ich halte einen linearen Integrator aus klanglicher Sicht aber für besser. Dann nutzbare 66Vpp sollten für den Hausgebrauch allemal ausreichen.

Wer möchte, kann ja den Limiter aus meiner "high-tech-ns-Fuddelei" davor setzen.

Moin, Ampericher!
Wenn Du uns statt Deinem roten Kopf besser Deine Schaltung vorzeigen würdest, dann wären alle glücklich.

@Beobachter
"high-tech-ns-Fuddelei" hat gesessen, gell?

Wollen wir das nicht abkürzen zu HTNF? Dann gäbe es einen SODFAHTNF und einen wahren SODFA.

@Tillg:
nun endlich hab die Sache mit der Totzeit durchdrungen (hoffe ich jedenfalls). Mit "Totzeit" meine ich die Zeit, in der kein Transistor leitet und die Spule frei ausschwingt. Wir nahmen an, daß gerade die high-side abgeschaltet hat.

Rechts ist die Spule an Filter-Kapazität festgenagelt. Der linke Anschluß schwingt schlagartig nach Abschlaten der high-side nach Minus durch, woraufhin die Inversdiode des low-side leitet.

Rechts Masse, links -Ub. Das entspricht wirklich einer konstanten Spannung, die ich an die Spule anlege. Zu einer konstanten Spannung an der Spule gehört immer eine lineare Stromänderung.

Es ist also genauso wie du sagst: zuerst leitet die Inversdiode und nach linearer Entladung der Spule, wechselt der Spulenstrom seine Richtung und sie wird mit linearem Strom geladen. Bei verlustfreiem Energiependeln würde der eigentliche FET erst nach 50% der negativ-Zeit Strom liefern.

Asche auf mein Haupt, Loorbeeren auf Deins!

(man muß einem runden Mann nur etwas Zeit geben, dann rutscht er auch durch ein eckiges Loch)


ABER: dann heißt das ja für die Praxis, daß wir uns bei 2 us Zykluszeit ohne weiteres 500 ns (!!!) Totzeit erlauben dürfen, weil in der Zeit eh kein Transistor leiten kann. Oder lieg ich falsch?

@Timo: Simulieren!

Öh, zu faul!

Ich hab mich immer noch nicht wirklich ernstlich mit der Einbindung neuer Modelle in LTSpice befasst. Wird diese Woche auch mit Sicherheit nichts mehr, weil einige andere (nicht Audio-) Sachen anliegen, die ich lange vor mir herschob.

Übt bitte Nachsicht!
Gruß, Timo

Na gut! Wir schleppen Dich weiterhin mit durch....

Hallihallo,

Rumgucker schrieb:

ABER: dann heißt das ja für die Praxis, dass wir uns bei 2 us Zykluszeit ohne weiteres 500 ns (!!!) Totzeit erlauben dürfen, weil in der Zeit eh kein Transistor leiten kann. Oder lieg ich falsch?

Was du sagst, gilt für einen bipolaren Transistor. Der FET, especially der MOSFET kann aber in beide Richtungen leiten. Und wenn sie schneller zuschlagen als die Inversdioden, und an ihrem RDS_on weniger abfällt, als die Flussspannung der selben, wird nämliche eigentlich überflüssig.

Als ich Beobachter schrieb: "Das mit der Totzeit hast du aber jetzt ganz ignoriert" hatte ich übersehen, dass er hier wieder den IR2011 drin hat, mit dem suspekten Datenblatt. Der macht zwar selber irgendeine Totzeit, aber keiner weiß welche. Dafür aber unsymetrische Schaltverzögerungen für oben und unten (oben langsamer). Dafür hat Beobachter dem SODFA-LNTF (selbsterklärend) dann weniger Taktfrequenz spendiert. Damit hält sich der eventuelle Verlust dann in Grenzen.
Das gefällt mir nicht. Ich für mein Teil hätte lieber ein bisschen mehr Takt für mehr Luft beim Tiefpass und weil der Takt bei Aussteuerung wie gesagt sowieso noch sinkt.

Was spräche aber dagegen, doch den ganz ursprünglich geplanten IR2110 zu nehmen. Der hat reichlich Totzeit ohne dass man etwas tun muss, und die offenbar symmetrisch (laut Datenblatt).
Zu viel Totzeit mögen Timo und Mice (diyaudio) nicht. Beobachter hat aber (vorläufig) keinen negativen Einfluss auf den SODFA-HNTF verspürt. Und wie gesagt, beim Bipolaren (will ich nicht, is jetzt bloß Theorie) könnte man sich eh richtig Totzeit lassen, weil der Transistor den Entladestrom sowieso nicht zu schalten vermag. Hier muss eben die Diode ran, und die interessiert sich nicht für fremde Totzeit.
So ganz stimmt das auch wieder nicht. Bei höherer Aussteuerung sieht das für den, der die längere Pulsweite schaltet nämlich anders aus: er ist von Anfang an gefordert. Aber was hier nachher fehlt, wird vom SODFA-Prinzip doch wieder ausgeglichen, also würde es gehen.

Am besten sieht natürlich HIP2101 aus. Aber wie jetzt Totzeit machen, um schadlos auf höhere Taktfrequenz zu kommen? (Und schon sind wir doch wieder beim Nanosekunden-Gefummel).

@Beobachter:
Beim zweiten Hingucken find ich das mit T1 und T2 nicht mehr plausibel. Logic “0” input voltage beim IR2011 ist doch maximal 0,7V. Das schafft der Transistor aber nur auf den letzten Drücker. Und wieso steht imDatenblatt eigendlich maximal, kann das noch weniger sein? Und bei Logic “1” input voltage ist Minimal angegeben. Wer macht denn so was? Jetz vaschtee ick überhaupt nüscht mehr. Ick mach erst ma Pause.

Tillg

Ja, ja, die Datenblätter der IR-MOSFET-Treiber haben es in sich. Unklarheiten und Widersprüche.

Z.B. ist auf der ersten Seite zum IR2110 zu lesen:

"Logic inputs are compatible with standard CMOS or LSTTL output, down to 3.3V logic."

Tatsächlich liegen die Einschaltschwellen des IR2110 bei 9.5V und die Ausschaltschwellen bei 6V! Ist also nichts mit "down to 3.3V logic".

Die interne Totzeit des IR2110 ist in etwa identisch mit der des IR2011, dafür ist beim IR2110 ( der ja auch für Hochvolt-Schaltstufen vorgesehen ist ) sowohl die Einschaltverzögerung, als auch die Ausschaltverzögerung um jeweils 30-40ns größer, als beim IR2011.

Ich schlage daher vor, beim IR2011 zu bleiben, denn bei der IRF-PWM-Applikation funktioniert das ganze und wird sogar zu einem nicht unerheblichen Preis auch so verkauft.


Etwas unglücklich ist tatsächlich die sehr niedrige Ausschaltschwelle des IR2011 von nur 0.7V. Die wahrscheinlich beste und sicher einfachste Lösung:

D3, D4, T1 und T2 ersatzlos streichen, R11 und R12 ändern auf 620R.

Eine Taktfrequenz von deutlich über 400kHz halte ich für die low-tech-Version nicht für sinnvoll.

Auch bei meiner high-tech-Version gehe ich zunächst von 400kHz aus.

Das sollte vorerst reichen in Sachen "low-tech":

http://img180.exs.cx/img180/5905/sodfa01ms710ub.jpg

Bin mit high-tech beschäftigt - so long....