Audiophiler Class-D Verstärker

Das ist das 2. bis 4. Bild in #1101.
Davor steht:

Zunächst speise ich am Ausgang über den Lastwiderstand R5 einen Strom ein, aus einer Spannungsquelle Vs=2V sinus zwischen R5 und GND. Der Eingang ist offen.

Jepp! SORRY. Den Satz hatte ich gerade eben auch entdeckt.

Herzallerliebster Tillg? Dein Lüfter läuft ja nun eh sowieso schon. Und deinen Job biste vermutlich auch gerade am loswerden. Wenn eh schon alles verloren ist - magst du bitte in Reihe mit der Rückführung nochmal einen Kondensator einsetzen? Dann können wir meine vorigen Behauptungen stürzen oder stützen.

Wie groß willst du ihn haben? bin zu faul zum rechnen.

Durchmesser 10 mm, Länge 30 mm. Kriegst du das hin?

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Im Ernst: was hälst du von 1 uF ? Damit Du nicht so ewig lange simulieren musst, bis er aufgeladen ist. Aber mehr wär besser....

Gehe Kaffee trinken, Rechner läuft.
Is' jetz' bei 10ms, uns wies aussieht dauerts noch 'ne Sekunde (umgerechnet 1/2 Jahr), bis sich da was stabilisiert.

(bei 100nF), vieleicht 'n bischen viel?

Mir erscheinen 100 nF viel zu wenig. Aber bei 1kHz NF kanns reichen.

Es geht hier eigentlich um ca. 500kHz.
Bin in der 14ten ms sogar auf 1nF runtergegangen (was bin ich flink!). Da hat sich nischt verändert am Aussehn. Und symmetrisch isset ouch immer noch nich, jetz bei 34ms.
Ich wird wohl das Schild Dauerversuch draußen ranhängen müssen und erst mal in’n Pfingsturlaub gehen.

Hmmm.... das verblüfft mich wirklich. Besonders deswegen, weil Du ja mit einer massesymmetrischen Schaltung simulierst. Da sollte sich also gar nichts aufladen können. Dennoch: 1nF ist jenseits von gut und böse. Eine derart geringe Kapazität muß das Integratorsignal schon deutlich beeinflussen.

Ok... ein Menüpunkt in meinem Dongle-fressenden CAE heißt "Simulation". Vielleicht sollte ich da mal mutig draufdrücken?

Das macht aber erst mal nichts, was die Stabilisierung betrifft.
Irgend wie ist meine Simu bei der letzten Manipulation stehen geblieben (ich hab an der Time-Scala rumgefummelt, das hätt’ ich wohl nicht machen dürfen).
Ich werde dann mal ein paar Bilder rausschneiden.
Bis dann

Das ist jetzt ganz speziell für Rumgucker. Der versteht das schon.

Beim Einschalten:

Die 3. Periode der NF:

Die 12. Periode, noch mit 100nF:

Die 35. Periode mit 1nF:


Und hier noch die Integratorspannung aufgelöst, die 5. Periode im mittleren Nulldurchgang (100nF):

Und noch mal die 35. (1nF):


Am Anfang tut sich ein bisschen was, aber dann stagniert es.
Ich kann es höchstens mal morgen den ganzen Tag laufen lassen (hab zum Glück hier 2 Rechner, und dieser hier hat schon 2,6GHz).
Über Nacht is’ leider nich’ ohne begründen. Und zu Hause – wie gesagt.

Tillg

Ich hab noch mal neu gestartet. Wahrscheinlich Offensichtlich kann man mitten drin gar kein Bauelement ändern. Es sieht völlig anders aus, aber auf keinen Fall besser. Er rastet jetzt oben und unten gewaltig aus, und es wird auch nicht besser. 1nF sind also auf jeden Fall zu wenig.

Willst du's noch sehn?

1000-mal danke erstmal!!!!

Ich glaube, dass wir nicht umhin kommen, mal meine Pipifax-Simpel-Schaltung komplett zu simulieren....

Ne danke, sehen muss ichs nicht. 1nF kann ich mir gut vorstellen. Sieht bestimmt krank aus.

Rumgucker schrieb:

Ich glaube, dass wir nicht umhin kommen, mal meine Pipifax-Simpel-Schaltung komplett zu simulieren....

Da mach ich aber nich’ mit. Das kann nicht besser werden, wenn es schon mit der symmetrischen Schaltung nich’ jeht.
Und wenn du mit 1µF spekulierst, da denkst du wohl an eine stabilisierte Stromversorgung? Machste da eben den Aufwand, den de hier einspaarst. Sonst haste das Brummen und alles sonst noch gleich im Integrator.
Schminks dir ab (merkste? is Plattmache). Ohne Differenzamp geht hier gar nüscht.

Jetz mach ich Feierabend.
Wieder heute kaum wat jeschafft.
Tschüß

@Tillg: Dich zwingt keiner mitzumachen. Aber Deine Holterdipolter-Einschätzungen finde ich voreilig und in der Tat plattmachend.

Erst einmal zu den Begrifflichkeiten:

a) SODFA

"Self Oscillating Digital Feedback Amplifier"
Die Bezeichnung ist 1998 in Unkenntnis der beiden nächstgenannten Wandler-Prinzipien auf meinen eigenen Mist gewachsen.
Kennzeichen: Linearer Umkehrintegrator mit vom Ausgang der Leistungsstufe mitgekoppeltem Komparator.

b) SODA

"Self Oscillating Digital Amplifier"
Erfinder Bruno Putzeys
Kennzeichen: Integrator ist wie bei SODFA vom Leistungsausgang mitgekoppelt, aber es gibt keinen separaten linearen Integrator. Die Funktion wird von einem einfachen RC-Tiefpass am invertierenden Eingang des Komparators gebildet.

c) Hysteresewandler

Beispiel: IRF-Applikation
Kennzeichen: Linearer oder "quadratischer" Umkehrintegrator mit symmetrischem Schmitt-Trigger, bzw. mit Komparator, der von einem Schaltsignal vor dem Leistungsausgang mitgekoppelt ist.

@Tillg

Die Schaltung, die Du bis jetzt zur Herausarbeitung eines Unterschiedes zwischen SODFA und Hysteresewandler genommen hast, ist dafür ungeeignet.

Ich habe diese Schaltung nur als Basis verwendet, um die Abschrägung des Rechtecks unter Last grafisch darstellen zu können.

Für die Gegenüberstellung SODFA-Hysteresewandler kann man entweder einen dritten OP als simulierte Leistungsstufe anhängen, oder einen bipolaren Emitterfolger. Für "SODFA" wird in beiden Fällen die Mitkopplung vom "Leistungsausgang" genommen. Für "Hysteresewandler" die Mitkopplung vom Ausgang der ersten Schaltstufe.

In der Version mit drittem OP kann man zur Simulation des "R_DSon" einen Widerstand zwischen dritten OP und LC-Tiefpass setzen, in der Version mit bipolarem Emitterfolger zwei Emitterwiderstände.

@gegentakt

Freut mich, dass Du noch dabei bist und alles Gute für den bevorstehenden Krankenhaus-Aufenthalt.

Hier noch etwas zum Nachdenken:

http://img150.echo.cx/img150/423/lowtheramp1ms70ye.jpg

In der Praxis und für jeden schnell praktisch nachvollziehbar ist damit bewiesen, dass ein SODFA auch bei primitivster Dimensionierung tatsächlich audiophil ist, während ein Hysteresewandler bestenfalls durchschnittlich klingt.

Es ist eine viel lohnendere Aufgabe, auch theoretisch zu beweisen, warum das so ist, als mit der theoretischen Gegenbehauptung die praktische Realität leugnen zu wollen.

Original von Beobachter

Für "SODFA" wird in beiden Fällen die Mitkopplung vom "Leistungsausgang" genommen. Für "Hysteresewandler" die Mitkopplung vom Ausgang der ersten Schaltstufe.

Na, Beobachter, ich glaube, Tillg hat uns doch bereits davon überzeugt, daß er lesen kann, aber gut, daß du es nochmal schreibst.
So füge deshalb im Geiste deiner Liste noch einen Self Oscillating Feedback Amplifier = SOFA hinzu, der den Mithoppelwiderstand hoppeldikoppel etwas gemütlicher vor dem Leistungsteil anpoppt, das hat nach meinen bescheidenen Erkenntnissen durch die Filterentkopplung positive Eigenschaften auf das Oberwellenspektrum.

Was die Schaltung in deinem Link, welche du gesteren noch gemalt hast, beweisen soll, und der mich heute eines Besseren belehren sollte, kannst du den Leuten hier ja noch erzählen. Ich bitte aber zu beachten, daß ich mich von diesem plumpen Vorgehen distanziere, da deine als "Weichspülerstellung" eingezeichnete Variante - also einmal an der Basis und einmal am Emitter eines Pärchens BD139/BD140 für 8 (!) Ohm angezapft - deine unverdrossen vorgetragenen unhaltbaren Behauptungen weder stützen, noch beweisen, obschon kein Gegenbeweis vorliegt, daßdie Schaltung sich nicht auch wie alle anderen verhalten würde. Beweis sieht anders aus. Im Übrigen erzeugt die Stufe keine Spannungsverstärkung, somit ist a priori bezgl. Regelungsverhalten kein nennenswerter Unterschied vorhanden. Davon hast du aber nicht die leiseste Ahnung. Aber du meinst ja unverdrossen:
Original von Beobachter

In der Praxis und für jeden schnell praktisch nachvollziehbar ist damit bewiesen, dass ein SODFA auch bei primitivster Dimensionierung tatsächlich audiophil ist, während ein Hysteresewandler bestenfalls durchschnittlich klingt.

Ich frage mich, wie krank ein Mensch muß, kann sich dermaßen zu entblöden, unfaßbar ...

Wie man sieht, bist du in deinem unfaßbar lächerlichen Bemühungen, uns permanent den großen Erfinder und ominösen Drahtzieher legendärer Hifi-technischer Umwälzungen vorzuführen doch im Wahrheit stark zurückgeblieben, denn während andere sich schon mit weitaus komplexeren Sachverhalten beschäftigen, bist du in Eitelkeit und Selbstgefälligkeit und letztlich auch in peinlicher geistiger Beschränktheit steckengeblieben, du scheinst ja nicht einmal zu merken, daß ich hier überhaupt keine Contra Stellung bezogen habe, ganz im Gegenteil. Aber irgendwie bringt dich dieser neuerliche Versuch jetzt doch gefährlich an den Rand der Zwangsjacke, ich würde an deiner Stelle wirklich bei Fachleuten vorstellig werden, die dir helfen können, um dem vorzukommen, das ist mein aufrichtiger und ernstgemeinter Ratschlag.

"Freut mich, dass Du noch dabei bist und alles Gute für den bevorstehenden Krankenhaus-Aufenthalt."
Na ja, noch bin ich ja nicht abgekratzt, aber danke danke. Gottseidank weiß ICH, weshalb ich behandelt werden muß ...

Ciao

@gegentakt

Es geht nicht darum, dass der Komparator es schön "gemütlich" hat. Erst durch eine proportionale Ankopplung seiner Schaltschwellen an die tatsächliche Amplitude der Ausgangs-Schaltspannung ist es überhaupt möglich, in Verbindung mit einem linearen Integrator, die richtigen Umschaltpunkte für eine lineare Verstärkung des Eingangssignals zu finden, wenn die Form der Rechteckspannung vom Ideal abweicht, was unter Last immer der Fall ist.

Weil es für den Komparator dann nicht mehr so schön "gemütlich" ist, entstehen zwar geringfügig mehr Oberwellen, die sich aber klanglich kaum bemerkbar machen.

Die Schaltung, die ich "gemalt" habe, beweist natürlich gar nichts, bevor man sie nicht gehört hat. Sie hat aber den unschätzbaren Vorteil, dass sie sich innerhalb einer Stunde auf einer Lochraster-Platine aufbauen läßt. An einem Wirkungsgrad-starken Lautsprecher wird mit dieser "ultra-primitiv-Schaltung" in der Schalterstellung "SODFA" ein Auflösungsvermögen erreicht, dass so manchen teuren Analogverstärker blass aussehen läßt. Die "Weichspülstellung" hat ihren Namen deutlich hörbar zu Recht.

Ich gehe mal davon aus, Beobachter hat die Schaltung auch aufgebaut und einen Klangunterschied gehört, sonst währe es in der Tat unseriös. Immerhin har Ampericher (als einziger hier) bereits mehrfach bestätigt, dass er mit eigenen Versuchen mit eben diesem Prinzip ebenfalls einen hervorragenden Klang erzielt hat. Allerdings hat er keine Umschaltmöglichkeit zum Vergleich vorgesehen, bzw. hat er uns noch nicht genau genug offenbart, wie das aussah, was vorher bei ihm so schlecht geklungen hat, so dass das für mich noch kein Beweis für die Qualität eines SODFA ist.
Ich versuche hier nun herauszufinden, ob es doch einen Physikalischen Unterschied zwischen Hysteresewandler und SODFA gibt.

@ Beobachter:
Der Spannungshub, der in deiner „Weichspülstellung“ an R1 geht, ist etwas größer, als in der SODFA-Stellung. Dadurch ist die Schaltfrequenz dann auch niedriger. Ich denke, dass das minimal sein wird, aber es könnte ja einen Klangunterschied ausmachen. Wenn du wirklich alle Zweifel ausräumen willst, solltest du vor Pin 3 noch einen Widerstand machen, mit dem du die Schaltfrequenzen aufeinander abgleichst.

Ich habe bis eben tatsächlich noch meinen Laptop gequält, und einige interessante Erkenntnisse gewonnen. Von denen werd ich euch aber später berichten, für heute hab ich genug. Dann gibt es wieder bunte Bilder.

Gute Nacht.
Tillg

@ alle

Hier nochmal meine Schaltung aus Januar, mit der ich
drei verschiedene Betriebsarten klanglich erprobt habe.



1. SODFA:
S1 in Stellung A,S2 geschlossen,S3 in Stellung A, 220p an S3 entfernt.

2. Hysteresewandler:
S1 in Stellung C, S2 offen, S3 in Stellung A, 220p entfernt

3.IRF-Schaltung:
S1 in Stellung B, S2 offen,S3 Stellung B, 220p vorhanden.

Bei Betriebsart 2. und 3. war eine deutliche Klangeinbuße
zu erkennen.

Ich wette, daß die Verfechter der gegenteiligen Meinung,
noch nie eine solche Schaltung aufgebaut und klanglich erprobt haben.

Mit Schaltungs-Simulationen am PC kann man keine Beurteilung in Bezug auf den Klang abgeben.

Im realen Aufbau kommen Faktoren hinzu, die man am PC nicht simulieren kann, z.B. Layoutauswirkungen, Spannungsversorgungseinflüsse, Masseführungen, Eigenschaften der Ausgangsspule, Simulationfehler usw.

Ampericher schrieb:

Ich wette, daß die Verfechter der gegenteiligen Meinung, noch nie eine solche Schaltung aufgebaut und klanglich erprobt haben.

Stinkstiefel (das bin ich ) meint:

Ich wette, daß Du und Beobachter die einzigen sind, die was aufgebaut und klanglich erprobt haben.

Insofern sind wir doch durch. Ampericher hat seine SODFA-Schaltung fertig bekommen und vorgestellt. Bei Beobachter fehlt uns noch die getestete Endversion. Damit hat dieser Thread sein erstes Ziel erreicht!

Man könnte zwei weitere Themen verfolgen:

1. warum haben Beobachter und Ampericher sowas Tolles gehört? Oder haben sie sich verhört?

2. wie kann man das alles noch vereinfachen?

Wir sollten einen Thread eröffnen in dem wir Amperichers und Beobachters End-Schaltbild eintragen damit jeder gleich sehen kann: "aha, dat isn SODFA, dat löt ich schnell mal". Vielleicht sogar mit Bezugsquelle der Platinen von Tillg oder so.

@ Rumgucker:
Wir brauchen erst mal keinen neuen Thread.
Zugriffe hier in den letzten 24h: 225,
in den 24h davor: 181.

Ein neuer Thread sollte gut vorbereitet sein. Wie du schon sagtest, Linkliste auf inhaltlich relevante Punkte in diesem.
Außerdem ist die Schaltung (meinerseits) auch noch nicht optimal. Du hast es uns ja vor kurzem gezeigt. Und auch Gegentakts Beanstandungen stimmen damit überein.
Außerdem ist der HIP4080 für Audio im diyaudio.com-Forum des öfteren in die Kritik geraten.
Ich will erst was bauen, wenn ich von der Schaltung restlos überzeugt bin. Über Beobachters „Primitivversuch“ denke ich allerdings gerade nach und durchstöbere meine alten Bauelementebestände, das Neuere ist fast alles digital.

@ Beobachter:
Apropos: die Bezeichnung Digital in SODFA gefällt mir nicht, wegen der Missverständlichkeit. Mit digital kenn ich mich ein bisschen aus, das meint was anderes. Das Thema hatten wir schon.
Vielleicht Diskret? Ist aber auch nicht so wichtig.

Tillg

@ Rumgucker:
Der zweite Brückenzweig wird invers angesteuert, und A-B invertiert B eben auch. Damit hast du das Gleiche erreicht, wie bei der Halbbrücke. Nämlich jeglichen Einfluss der Betriebsspannung und der Schaltstufen auf das, was der Lautsprecher letztendlich sieht, erfasst und kompensiert. Das ist schon perfekt so (bis auf die Tatsache, dass man einen relativ teuren OPV dazu braucht). Aber daran sollte es nicht scheitern.

Tillg

Hatte sich wohl erledigt?

Ja.. bitte entschuldige! Nun aber:

Ich denke, daß es sinnvoll sein könnte, wenn wir jedem Brückenzweig seinen komplett eigenen SODFA spendieren!

Also zwei völlig getrennte SODFAS, jeder bewacht nur seinen eigenen Ausgang.

@ Ampericher:
OK, das würde ich für meine Person dann als Bestätigung akzeptieren.

Und da es dafür eine Theorie geben müsste, suche ich weiter nach ihr.

Beobachter schrieb:

Die Schaltung, die Du bis jetzt zur Herausarbeitung eines Unterschiedes zwischen SODFA und Hysteresewandler genommen hast, ist dafür ungeeignet.

@ Beobachter:
Du müsstest selbst langsam auch dazu übergehen, deine Ansichte auch zu begründen. Dann erst nutzen sie mir was. Du magst ja wissen, warum du sie äußerst, aber davon weis ich es noch nicht.
Gegen die Testmethode (Stromeinspeisung am Ausgang) hattest du ja nichts einzuwenden.
Das SODFA-Prinzip soll ja darauf beruhen, dass die mit dem tatsächlichen Signal, das der Tiefpass bekommt, mitgekoppelt wird. Dann müsste es dem Prinzip auch egal sein, wer des Signal zuvor versaut, ob es eine Schaltstufe ist oder nur ein Widerstand. Und wenn der Effekt am extrem geringen Ausgangswiderstand durch SODFA liegen soll, dann müsste mit dieser ungeeigneten Schaltung zumindest eine Tendenz in diese Richtung zu sehen sein. Ich erwarte ja keine µOhm. Aber ich entdecke rein gar nichts. Und davon kann sich jeder überzeugen.

Ich behaupte deshalb jetzt:
Am Ausgangswiderstand liegt es nicht, wenn bzw. dass der SODFA deutlich besser klingt, als ein Hysteresewandler mit ansonsten gleichem Aufbau. Es muss eine andere Ursache geben.

Und ich bitte darum das beweiskräftig zu wiederlegen oder zu akzeptieren.

@Beobachter:
Dazu würde mich interessieren, auf welche Art du mit LTSpice den Ausgangswiderstand ermittelt hast, als du diesen großen Unterschied festgestellt hast.

Tillg

@ Rumgucker:

Dann hat jeder Brückenzweig seine eigene Taktfrequenz, die sich unter Umständen nur geringfügig voneinander unterscheiden, weil sie ja ständig das gleiche machen. Das kann zu Interferenzen führen.
Außerdem ist es nicht wirklich sparsamer. Und du hast wieder das Problem des Levelshifting, analog oder digital. Das erledigt der Differenzamp nämlich gleich mit. Er sieht nur die Differenz an den Schaltausgängen und bezieht sie auf seinen eigenen GND, den analogen, der auch für Integrator und Komparator gültig ist.

@Tillg

Bevor Du mit deiner Bastelei loslegst, hier noch ein Vorschlag, wenn man es ganz genau wissen will, bzw. dem Ergebnis des Hörversuchs eine noch bessere Beweiskraft geben möchte:

http://img157.echo.cx/img157/9195/sodfatestampms72jr.jpg

Da mein "ganz auf die Schnelle"-Aufbau mehr in die Vertikale gebaut ist, habe ich diese Version selbst noch nicht getestet und daher die "Weichspülstellung" ehrlicherweise durch die neutrale Bezeichnung ersetzt.

Wenn meine drei hintereinanderfolgenden Klarstellungen ( 1118-1120 ) teilweise etwas falsch rübergekommen sind, bzw. in manchen Punkten unbegründet erscheinen, liegt das nicht daran, dass ich nicht alles gern begründen möchte. Es ging mir erstmal nur darum, allgemeinen Begriffs- und sonstigen Verwirrungen vorzubeugen. Eine genauere Darstellung meiner Simulationsergebnisse folgt.

@Tillg

Betreff Simulationen

Ich habe die Intention deiner ersten Simulationsversuche so verstanden, dass Du erst einmal meine in 960 beschriebenen Ergebnisse nachvollziehen und durch weitere Messungen ( Signalquelle zwischen Last und Masse ) ergänzen wolltest. Die Schaltung die ich dafür verwendet habe, ist im Link in 960 angegeben. Diese Schaltung habe ich auch als Textdatei an gegentakt weitergegeben. Sie entspricht mit einigen Ergänzungen für zusätzliche Tests ( Tastlücke, quadratischer Integrator, Kompensation der Eingangsströme des Integrators, RC-Tiefpass vor Integrator und Emitterwiderstände ) der kleinen Versuchsschaltung, die ich praktisch aufgebaut und gehört habe.

Du hast bei deinen ersten Simulationen aber eine Schaltung verwendet, die ich in 918 beschrieben und nur zu dem Zweck simuliert habe, um die Abschrägung des Rechtecks bei Betrieb unter Last graphisch darzustellen. Um die Ausgangswiderstände bei SODFA/Hysteresewandler vergleichsweise zu ermitteln, kann man diese Schaltung wohl auch verwenden, aber nicht, wenn man meine ermittelten Werte dafür aus 960 reproduzieren will.

In 960 habe ich genau beschrieben, was ich gemacht habe, um die ganz unterschiedlichen Werte für die Ausgangswiderstände bei SODFA/Hysteresewandler zu erhalten. Ich habe keine zeitaufwändige Fourier-Analyse durchgeführt, sondern die "DC small signal transfer function" beider Wandler ermittelt. Man erhält dabei nur drei genaue Zahlenwerte, von denen einer der Ausgangswiderstand ist.

@ Rumgucker:

Es tut mir wirklich selbst leid, und ich hätte es anders lieber, aber plötzlich gefällt mir die Schaltstufe in deiner Schaltung doch nicht mehr. Das entspringt aber bisher nur meiner „Im-Kopf-Simulation“:
Man muss dabei berücksichtigen, dass eine Induktivität dran hängt.
Betrachten wir die Linke Seite:
Gegen das Schalten von High nach Low habe ich nichts einzuwenden. Es könnte zu etwas Querstrom kommen, da T2 erst durch das Öffnen von T1 gesperrt wird, aber hier wird die Gateladung von T2 durch T1 sehr schnell ausgeräumt, so dass es also kein Problem geben muss.
Beim Schalten von Low nach High passiert aber folgendes: T1 öffnet und der Spulenstrom fließt weiter durch D2, bis die Spannung an Anode D2 auf über +UB angestiegen ist. Dann beginnt bereits die Reversediode in T2 zu öffnen. Und erst wenn diese den Spulenstrom fast vollständig übernommen hat, also vollständig leitet, kann die Spannung an Gate von T2 beginnen zu steigen. Dann erst öffnet irgendwann T2. T2 hat also viel zu viel Totzeit. Das Öffnen der Reversedioden wollten wir ja irgendwann mal durch rechtzeitiges Schalten vermeiden.

Ich habe damit jetzt nicht gesagt, dass man es so nicht machen kann. Ich schreibe hier alles unter dem Vorbehalt, dass ich auch daneben liegen könnte, oder das von mir festzustellen geglaubte Problem gar keine Rolle spielt.
Da Beobachter mal gesagt hat, in einem Versuch mit extrem hoher Totzeit habe er beim Sodfa keine Auswirkung auf den Klang festgestellt, könnte es also dennoch gut funktionieren. Allerdings gilt das gesagte meines Wissens für große Totzeiten in beiden Schaltrichtungen. Bei nur einseitiger großer Totzeit müsste man es erst noch feststellen.
Andererseits ist die Schaltung dafür wieder symmetrisch, macht also im anderen Brückenzweig immer genau das Gegenteil.

Des weiteren musst du glaube ich in deiner Schaltung bei hoher Betriebsspannung noch eine Maßname gegen zu hohe Gatespannung ergreifen, also z.B. Z-Dioden über C2 und C4.

Gruß Tillg

@ Beobachter:

Du musst jetzt erst mal auf Antwort warten. So multitaskfähig bin ich leider nicht, und wenigstens den Rest des Tages muss ich mal was anderes tun.

Gruß Tillg

@Tillg:
Während der Spulenentladung ist es vorteilhaft, wenn man der PN-Inversdiode den mit positiver GS-Spannung eingeschalteten MOS parallelschaltet. Der (invers betriebene) MOS-Transistor verhält sich dann wie eine Schottkydiode.

Genau dieses erwünschte Schaltverhalten leistet meine Schaltung durch die Bootstrap-Schaltung! Das tolle an der Schaltung ist, daß sie automatisch arbeitet: sobald die Inversdiode Strom leitet schaltet sich der MOS automatisch mit dazu. Die konstante Ladespannung (z.B. 2,5 Volt) des Bootstrapkondensators verhindert übrigens die von Dir befürchtete Spannungsüberlastung des Gates.

Rumgucker schrieb:

sobald die Inversdiode Strom leitet schaltet sich der MOS automatisch mit dazu.

Das genau hab ich gesagt:

Und erst wenn diese den Spulenstrom fast vollständig übernommen hat, also vollständig leitet, kann die Spannung an Gate von T2 beginnen zu steigen.

und wird sie natürlich auch, „automatisch“.
Dann ist aber zumindest nach der hier oft zitierten Meinung von Mike in diyaudio.com-Forum zu spät. Haben wir früher schon lange drüber gestritten. Deshalb macht Beobachter ja seine Nanosekundenfummelei.

Rumgucker schrieb:

Die konstante Ladespannung (z.B. 2,5 Volt) des Bootstrapkondensators ...

2,5 V sind viel zu wenig, wenn noch dazu T2 via R5 auch einigermaßen schnell einschalten soll. Is’ Power-MOS. Seine Schwellspannung liegt schon höher.
Und die Ladespannung des Bootstrapkondensators ist eben von selbst nicht konstant bei PWM, es sei denn, du machst ihn riesengroß, also für deutlich unter 20 Hz. Dann hat die Schaltung aber gewaltig Startschwierigkeiten.

@Tillg:

Vorab - vielen Dank für deine beiden Mails Hab ich eben erst entdeckt. Ich geh selten ins Mail. Besser sind "PMs", also die hier internen Messages. Das Wort "Stinkstiefel" hatte mir Ampericher in Beobachters anderem Thread verpaßt - und das ist gut so!

Ich hab übrigens simuliert: der Koppelkondensator stört kein Stück. Aber guckt nicht so genau auf die Zeiten und Spannungen - mir gings nur darum, ob der SODFA trotz Koppelkondensator die Gleichspannung am Ausgang auf Nulll hält.



Zur Dimensionierung der Bootstrap-Kondensatoren: natürlich müssen die für die untere Grenzfrequenz ausgelegt werden. Natürlich kann man auch Zenerdioden über die BT-Kondensatoren schalten.... ... aber das wär dann was für die "gold-edition"

@Tillg:

nochmal zum Einschaltzeitpunkt des oberen Transistors. Zuerst leitet die Diode, das ist klar. Der Gatewiderstand lädt die Gatekapazität auf, dazu addieren sich die Schaltzeiten und dann schaltet schließlich der MOS ein.

Im konventionellen SODFA-Design war die Einschaltung durch die off-Zeit verzögert. Nach deren Ablauf und Ablauf der Schaltzeiten schaltet auch da der MOS verzögert hinzu.

Ich seh keinen Unterschied...

Also kurzum.. ich glaube (nun schon ziemlich abgesichert), daß die nachfolgende Schaltung:

http://www.die-webto...95ab828ad695ba49.jpg

...ein "SODFA" ist. Wir wollen allerdings die BT-Kondensatoren mit Zenerdioden brücken, MOS statt bipolaren Transis einsetzen und die zwei Komparatoren durch einen mit zwei Ausgängen ersetzen. Und ein Tiefpaß vorneweg fehlt auch noch.

Die Frage ist nur: ist diese Schaltung auch audiophil? Und ist der DC-offset am Ausgang vernachlässigbar?

Oder müssen wir wirklich einen Differenzverstärker nehmen, wie Tillg fest glaubt? (...und ich langsam auch...)

mir gings nur darum, ob der SODFA trotz Koppelkondensator die Gleichspannung am Ausgang auf Nulll hält.

Willst du ein SODFA-Netzteil bauen oder immer noch deine Batterie damit laden?

Ja, die Gleichspannung hält er auf 0. Der Integrator ist ja über einige Widerstände statisch gegengekoppelt.
Aber ich kann dir inzwischen erklären, warum es dennoch nicht als Verstärker geht. Da haben wir nämlich eine NF.
Wenn dein Koppel-C klein ist, verhindert er nicht, dass diese NF, von U1 verstärkt, die Schaltschwelle des Komparators hin und her verschiebt. Der Integrator-C ist sowieso zu klein, um das zu verhindern. Und damit schwingt auch der ganze Dreieck hin und her. Das ganze verstärkt sich noch drastisch, wenn bei realer hoher Betriebsspannung der Schaltstufe R3 und R4 (wie sie in meiner Simu heißen, also die, die ab Koppel-C hängen) viel größer sind.
Also müsste der C mit R3||R4 eine Grenzfrequenz deutlich unter 20Hz haben. Und dann wird der Integrator von der anderen Seite hin und herverschoben, von UB/2, also von der Brummspannung.
Und sag jetzt nicht: „die wollen wir ja gerade kompensieren durch diese Rückführung“. Ja, aber nicht so! UB/2 und Analog-GND sind doch voneinander verschieden, der Bezug ist nicht der gleiche. Nur wenn der Andere Brückenzweig die Spannung in gleichzeitig entgegengesetzt verschiebt stimmt’s. Und dazu nimmt man einen DIFFERENZVERSTÄRKER!

Und Z-Dioden sind einfach, billig und unkompliziert. Wie lange willst du warten, bis dein SODFA startklar ist? Sag nicht: „intressiert mich nicht“. Vielleicht interessiert es ja deine Transistoren. Die schalten nämlich in der Zwischenzeit nicht richtig durch. Dann hast du sie gleich auf Betriebstemperatur.

Die Schaltung kenn’ ich doch?

Und was ich jetzt erst sehe: Du versaust ja den Integrator vollends, indem du die NF an den +Eingang bringst. Sag mir doch mal eben, wie du die Verstärkung von dem Teil einstellst / berechnest, oder wo du sie überhaupt hernimmst?

Ich freue mich aber über deine Bemühungen, die selbst etwas auszudenken. Is ja nich einfach. Lass dich bloß nicht von mir entmutigen!

Ja, sorry. Also noch ein Bug in dem Bild. Gut, daß ichs nochmal reingestellt hab.

Ich werd dann mal versuchen, ob ich nicht die ganze Schaltung auf einen Schlag simulieren kann.

Allerdings sollte der Differenzverstärker noch vorher rein. Ich seh dessen Notwendigkeit von Minute zu Minute mehr ein. Und ne Strombegrenzung fehlt auch noch.

Tillg: bitte nicht so "gönnerhaft". Auch wenn ich wegen "plattmachen" rummaule - ich laß mich nicht plattmachen

Beobachters Schaltung mit den BD139/140 gefällt mir bisher am besten. Das ist wirklich der nackte Kern, die pure SODFA-Essenz.

Das is ne Schaltung für Lötfaule.

@Ampericher

Ganz recht. Ich wollte es nur nicht so explizit ausdrücken.

Mit Simulationen kann man Jahre vertrödeln, wenn man zu faul ist, den Lötkolben in die Hand zu nehmen.

Diese Simpel-Schaltung entstand aus zwei Gründen:

a) Sie zeigt, dass das SODFA-Prinzip weitestgehend unabhängig von der Qualität der verwendeten Bauteile funktioniert. Bei allen anderen PWM-Verstärkern artet es immer in eine "high-tech-Nanosekunden-Fuddelei" aus, wenn man eine halbwegs akzeptable Klangqualität erreichen will.

Ein SODFA klingt einfach. Solange die verwendeten Bauteile generell in der Lage sind, die geforderte Schaltfrequenz zu verarbeiten, ist der Klang garantiert.

Das heißt nicht, dass man diese Simpel-Schaltung nur ein bischen umdimensionieren muß, um einen audiophilen 200Watt-Verstärker zu erhalten. Für höhere Leistungen ist der Schaltungsaufwand, der bisher in diesem Thread für die "ernsthaften" Verstärker-Projekte beschrieben wurde, unumgänglich. Damit möchte ich Rumguckers Bemühungen um Vereinfachung keineswegs vorgreifen.

b) Es hat mich genervt, dass ich für mein aktuelles SODFA-Projekt jetzt schon wieder auf den HIP2101 warten muß. Die neue Platine für die Ansteuerung ist längst da und ausgerechnet jetzt muß Intersil auf bleifrei umstellen. Lagerbestände sind nur noch von der Dil-Version vorhanden, die ich nicht gebrauchen kann. In der Zwischenzeit wollte ich mal wieder etwas Praktisches machen.

Der Hauptgrund für die neue Treiberplatine war für mich noch nicht einmal die verbesserte Ansteuerung der MOSFETs, sondern die falsche Masseführung auf der alten Platine, wie bereits beschrieben.

Damit möchte ich Rumguckers Bemühungen um Vereinfachung keineswegs vorgreifen.

Schon wieder dieses Wort "Er hat sich stets bemüht. Leider hat er das Klassenziel nicht erreicht."

Ich werde gleich den "ultimativen SSODFA" (Simpel-SODFA) hier reinstellen! Und dann werdet Ihr Euch eifrigst bemühen (um Verständnis).

So, nun hab ichs Tillg und Beobachter aber gegeben.

@Rumgucker

Jetzt sei mal nicht so empfindlich. Man könnte ja fast denken, Du hättest in deiner Jugend ein prägendes Erlebnis in dieser Richtung gehabt.

Hier gemüht sich doch jeder und die Aufgabe aller anderen ist es dann, gnadenlose Kritik zu üben, damit am Ende auch was Vernünftiges dabei herauskommt.

Ich hoffe, Du bist nicht sauer, dass ich die Kritik an deinen aktuellen Bemühungen ( ja, schon wieder dieses Wort ) weitestgehend Tillg überlassen habe. Ich bin mir nicht zu schade dazu, sondern im Gegenteil sehr gespannt auf deine nächsten Entwürfe.

@ Beobachter

Im Grunde kann man für einen Simpel-Sodfa ein geeignetes
Endstufen IC mit vorgeschaltetem Integrator benutzen.

Über Amperichers Einwurf muss ich gleich noch nachdenken. Bis dahin erstarret in Ehrfurcht (statt bip. Transis bitte MOS reindenken - hab die Lib immer noch nicht gefunden):



Beachtet bitte den LP1! An diesem mit verschwenderisch vielen Bauteilen entwickelten Meßpunkt tritt dann eine (NF)-Spannung ungleich Null auf, sobald die Endstufe unter Kurzschluß leidet oder übersteuert wird!!! Einfach, weil die NF-Ausgangsspannung in beiden Fällen hinter der NF-Eingangsspannung zurückbleibt.

Dieses LP1-Signal könnte man nun nutzen, um die Eingangs-NF per LDR gegen Masse abzuleiten oder einfach das Lautsprecherrelais (diese Schaltung braucht ein Relais!) auszumachen.

Warum dieser sonderbare Weg?

Eine einfache Strombegrenzung in den MOS-Transis reicht nicht aus. Das erhöht nur die Schaltverluste. Die SODFA-HF ist prinzipiell kurzschlußfest.
Beim Kurzschluß sollte nur die NF von der HF entfernt werden.