imp. char. realne a idealni reprobedny - z pohledu zateze pro D-class

[Nitram]

Mel bych par zaludnych dotazu na konstruktrery beden, ted myslim skutecne kvalitne odladenych beden, a ne nejake krabice s reproduktorem..

nebojte se fusovat do remesla vam rozhodne nehodlam, ale delsi dobu uz resim ty vystupni filtry pro digitalni zesilovace, a po poslednich konzultacish s par kolegy si fakt nedokazem vysvetlit kde udelali soudruzi z Texasu chybu, kdyz ve veskere dokumentace k LC filtraci pocitaji (zahadne) s tvrdymi 4 nebo 8mi ohmy na vystupu, a naprosto neresi vztah impedance/freq. zateze..

tedy zajimalo by me predevsim chovani beden jako celku, a to at uz realnych, tak predpoklad jak by to melo vypadat idealne, a to zejmena nad 10, a spis nad 20kHz - coz je mi samozrejme jasny nikdo nikde moc neresi, slyset to neni... ovsem jak civky menicu tak i privodni vodice ty vyssi freq. ochotne vyzari..

v praxi to vypada tak ze Ti ve vsech dokumentacich udava pomerne jednoduche LC filtry ktere pri konstantni zatezi rekneme ty 4ohmy skutecne orezavaji nekde kolem 20kHz a basta, ovsem pokud pristoupime na fakt ze impedance s frekvenci poroste (a ono na samotnem jednom stredobasovem reproduktoru nebude zdaleka 4ohmy uz ani na tech 20khz, natoz na 100kHz !! ), jevi se tato jednoducha filtrace jako "jen" takove lehke zintegrovani tech tvrde digitalnich pulsu (dnes se pouziva vyhradne BD modulace, ktera narozdil od starsi AD ktera neustale spina nahoru-dolu, drzi na danem vystupu stred a pulzni modulaci "mudeluje" jen kladnou, ci zapornou pulvlnu) a co do funkce low-pass filtru je pak takovy jednopduchy filtr absolutne k nicemu..

je tedy treba rici i druhou pulku pravdy, ze sehnat civky na placnu 33uH (ne li treba 68uH) pro proudy kolem 15A je temer nemozne.. to je take fakt..

tedy vychazeji skutecne dve mozne varianty - prvni je ta ze proste lepsi filtr na takovy vykon jen tak udelat nejde, a druha je ta ze - A PROTO SE PTAM - ze soudruzi z Texas Instruments proste predpokladaji zatizeni jakousi "idealni bednou" ktera bude mit az do tech stovek kHz skutecne impedanci kolem tech 4 (nebo 8-mi) ohmu..

hmm.. ? :-/

[tictom]

A charakteristiku pro 16ohm tam neudává? Slušně navržená bedna by imho měla mít kompenzovanou charakteristiku ve vysokých kmitočtech. A slušně navržený filtr by imho měl obsahovat i snubber, který si poradí s případnou nestabilitou (překmity) při příliš malé zátěži.

Pokud jsou nějaké pochybnosti, není nic jednoduššího než si to odsimulovat třeba v LTSpice.

[Nitram]

hmm s tou char. za vyssich freq. sem si to myslel, vskutku je to asi jedine vysvetleni.. jeste bych se zeptal hodne blbe jak moc by mela byt kompenzovana, resp idealne konst impedance na vsech freq. ale jak dobre se to da zaridit v realu ? lze skutecne dosahnout 4ohmu od rekneme 1kHz az do uplne pryc (200,400kHz) ? resp jak moc to bude i pri fakt uzasnem navrhu kompenmzace utikat ?

jinak co se tyka snubberu asi si uplne nerozumime, nejde o nestabilitu a prekmity, jde o to ze rozumne digitalni zesilovace spinaji na freq. kolem 300-400kHz a je pomerne slusne vuci okoli (ruseni) ty vysoke freq. z audiosignalu odfiltrovat, co se tyka "jen" poslechu nebude mit zjednoduseny LC fitr samozrejme (temer) zadny vliv, cokoliv nad 15kHz (max 20kHz) muze byt clovecimu uchu i clovecim reproduktorum sumak - max to prida trosku ztrat, ale na tech vysokych freq. to budou tak desitky az stovky mW.. jde tu ciste o eliminaci toho ruseni

na 16ohm sem filtr nikde nevidel ale nebyl by problem jej navrhnout, ono to je slozity, na jednu stranu by to bylo skoda nevyuzit "silu" unipolarnich spinacich tranzistoru tahanim zbytecne maleho proudu, na druhou samozrejme dalsi brutalni narust efektivity kdyz jedine vyznamne ztraty jsou I2R.. a dal, pro filtr by to bylo zase jen plus, civky na nizsi proudy jsou sehnatelne v pohode ale zas je tu druha strana protoze bychom narazeli na problem ze sehnat rozumny FET s malym Rds na 50 a vic V, uz je docela fuska.. tohle je proste asi ciste o kompromisu..

co se simulaci tyka, to jsem prave ze zkosuel, v PSpice neumim jednoduse simulovat zatez s promennou impedanci, pouzil jsem tedy jednoduchej(genialne jedonduchej) MaBatuv Xover na kterej jsem udelal sprostou fintu ohledne pouzitelne freq. a to trivialnim-linearnim prenasobenim hodnot soucastek odpovidajici linearnimu prenasobeni freq. tj vse x20 = 1kHz v grafu odpovida 20kHz.. (coz pro tu impedanci a delici freq. funguje, mam overeno) a vysledkem je prave fakt ze filtr ala Ti funguje skutecne jen pri konstantni impedanci, jakmile je tam o ohm dva vic (ne li o dvacet) filtr se stava nepouzitelnym.. ..ale o tom uz asi vic v jinem vlakne tykajicim se primo tematu filtrace D-class zesilovacu, ktere driv se nebo pozdeji chystam zalozit (ne tady ale tam - kde patri)

[Sendy]

Tady máš charku jedné aktivní bedny, kterou napájí 200W D zesilovač.

http://img.pictureup.cz/08122012/d53f52a...6841f1.jpg


Je to kombinace 15" repra + "ceramic HF", tedy nějaké lepší výkonné piezo. Není to typický příklad, obvykle (při použití běžného dynam. HF repra) impedance nad 20kHz stoupá podobně, jako u bas. měniče. Nebývá nijak moc časté, aby se to nad 20kHz nějak korigovalo, o to se max postará nějaký zobel na výstupu zesilovače.

Vyzařování není zase nějak velké, vodiče jsou zkroucené, koš 15" repra slouží jako stínění. Celkově jsou horší prasečiny, třeba zesilovače s minimální filtrací na výstupu (kdo pitval HK Audio, ví o čem píšu).

Doplnění : Nevím, co pánové u TI řeší a do jaké hloubky, impedance prakticky každého reproboxu je proměnná s kmitočtem a kompenzovat ji v celém rozsahu moc efektivní není, ale na vysoké kmitočty ji srovnáš nějakým přídavným zobelem (třeba součást filtru v zesilovači). Celou tuhle problematiku a řešení bys měl spíš prostudovat u firem, které D zesilovače vyrábějí a nejsou skoupé na informace - ať už třeba Lab Gruppen, B.O., PKN controls...

[Nitram]

OK, dik za vycerpavajici info :-) ja mam prave ze navrzenej filtr dvoustupnovej kde s timhle jevem pocitam, jen mi porad vrtalo hlavou proc tvyvojari takove firmy jako je TI tohle tak zbabele zanedbavaji a jako jedine reseni me napadla ta mozna kompenzace realne reprobedny v celem freq. rozsahu

jinak viz napr:
http://www.ti.com/lit/an/sloa119a/sloa119a.pdf

te jejich filtraci staci skutrecne jen mirne zvyseni, jeden ci dva ohmy na vic, nekde uplne v pravo na 20kHz, coz neni nic proti char. normalniho stredobasoveho reproduktoru, a uz to proste neorezava jak je ve vsech grafech, nybrz naopak tam vznika peak do + hodnot.. (klasicke chovani LC pro zmene impedance..)

z meho pohledu je to samozrejme tak i tak irelevantni, protoze se zabyvam hudbou spis produkovanou nez reprodukovanou, a tedy nejake ty "superplacate" dokonale prizpusobene hi-fi sloupovky jdou zcela mimo me (kytarovej stack kompenzovat urcite nebudu - a proto to odladovani dokonalejsiho, dvoustupnoveho LC filtru) nicmene co se tyka otazky PROC takove zjednoduseni - je myslim jasna odpoved.. v texasu na to asi proste a jednoduse serou :-)

jeste jednou dik za vycerpavajici info a za odkazy ;-)

[Sendy]

No hlavně se zamysli, jak vypadá spektrum signálu z D konce, pak se ty úvahy možná zjednoduší :-).

[Nitram]

no to bych prave tak nebagatelizoval jako ze "jen signal sub20kHz + vysoka spinaci freq." ..nezapomen ze pred tim je taky spinanej zdroj (protoze krmit digital z trafa neni moc efektivni, naopak efektivni je prizpusobit napeti menice potrebnymu vykonu.. ala G-class) a kdyz tam nepoustim ciste jen sinus z generatoru tak pri normalni zatezi tam s harmonickejma muze vzniknout fakt ledas co.. obzvlast pri tvde orezany kytare s preampem imrvere v limitaci.. myslim ze prave ta inkriminovana oblast mezi 20-50 rekneme mozna az 100kHz urcite nebude vylozene "hlucha"

no kazdopadne jeste jednou dik !! :-)

[tictom]

Vícestupňový filtr? A jak tam řešíš fázi? Mohl bys to sem dát?

Jinak LC filtr je samozřejmě rezonanční obvod a jako takový má tendenci kmitat. Rezonanční kmitočet by měl být mimo audio pásmo, ale i tak zásadně ovlivňuje chování například v limitaci. V nízkých kmitočtech je zesilovači impedance zátěže v zásadě ukradená, ale na 20kHz už by opravdu měla být definovaná - např. max cca 16ohm.

Pokud jde o ty simulace - reprák samozřejmě bezproblému namodeluješ pomocí RLC. I RL by pro tyhle účely stačilo (čistě kvůli vysokým kmitočtům, kde se C neuplatní). Dal bych tam buď transientní analýzu, kde by na vstupu byl obdélník anebo ac analýzu 0-spínací kmitočet. To, že je na vstupu PWM bych ignoroval - je to jenom zdroj vstupního signálu, kde je ideálně LF (audio)+HF(x harmonických dávajících obdélník) a u lineárních obvodů můžeš sčítat vstupní i výstupní napětí jednotlivých složek

Pokud si to můžeš dovolit, odlazuj zesilovač, kabely i repráky jako celek...

[Nitram]

jo jasne, uz chapu tech 16ohm.. promin jsem debil :-) holt jsem zvyklej myslet jinak - no ale prave ze ne, to je presne vec ktera si myslim ze je absolutne chybne, ze propust by se mela navrhovat prave pro impedance ktere se predpokladaji v miste delici freq. tedy presne jak pises.. a taky presne definovat do jake impedance/pri jake freq. to bude fungovat.. v tomhle naprosto souhlasim..

jinak jen hrubsi popis - na kazdem vystupu je v prvnim stupni 15uH/13A a za ni vysokonapetovy 10n na zem (ciste na integraci a orezani nejvyssich freq. v desitkach a stovkaxch kHz) a za nim pak 10uH/15A a 1uF ale mezi obema vystupy + boucherot, ten se bude odladovat az experimentalne asi.. faze vychazi dle Xoveru kolem nuly a -45° protina nekde na 15-16kHz.. datashetovyx filtr pro TAS5630 ma jen 10uH + 1uF k zemi a boucherot.. tam vychazi pri pouziti realnejsi impedancni krivky delici freq. nekam na 50kHz kde uz je peak +5dB a faze opet klesa z nuly a protina -45°nekde na 40kHz.. (pri pouziti testovaci char. !! faze = 0° , H i V = 0dB, impedance 4ohm, 10ohm na 20kHz, 35ohm na 100kHz)

co se tyka odladeni jako celku, mas 100% mas recht, je to samozrejme nejspravnejsi varianta a zvlast u digitalnich zesilovacu by to tak melo byt - a mimochodem si uz dlouho myslim ze presnme takhle bude budoucnost vypadat.. perfektne odladeny musek s vlastnim filtrem primo v reproduktoru (kvuli odladeni i chlazeni idealni varianta) a reproduktor bude mit jak silove napajeni tak digitalni konektor pro PWM vstup.. zadne tluste NF kabely, misto vyhybek desticka s DSPckem s presne definovatelnymi strmostmi...)



jinak zasadni byl ten dotaz na rovnomernost char. a uz jsme se dostali mimo tema reprobedny takze dal o filtrech v jinem vlakne, jak budou nejake zmerene vysledky slibuju, zalozim a probereme..

[tictom]

A nema TAS5630 charakteristiky pro 4,8 i 16Ohm? Podle toho jak se rozchazejí charky pro 4 a 16ohmů (2 a 8ohmů by posloužilo stejně) můžeš totiž odhadnout na jakých frekvencích je zesilovači zátěž ukradená a kdy už je potřeba ji ošetřovat...když si to dáš dohromady s charkou repra, můžeš určit zda je potřeba ještě něco doplňovat nebo ne... proto jsem se na to ptal v první řadě Na vysokých kmitočtech se ale snubberu asi nevyhneš...

45° na 15kHz není s dvoustupňovým filtrem vůbec špatných, ale i tak... budeš průběh fáze korigovat pomocí DSP?

[Nitram]

mno soudruzi z texasu freq. char.neuvadeji v podstate vubec a zadny.. oni vubec publikujou hodne zvlastni data coz je jasny uz z toho ze uz na prvni strane klasicky lakaji na vykony hluboko v 10%THD+N a graf vykon/napeti bez limitace je vlastne schovan az uvnitr katalogace.. (mimochodem na 4ohmech v uz davno tvrde limitaci by mel zahrat 300W na kanal coz je samo o sobe nesmysl protoze to integrac, ac vychytany D-class se spoustou ochran, dle platnych fyz. zakonu proste nemuze prezit ani tepelne ani proudove.. - a co jsme nevidel ? na E-bay nejakej cinan inzeroval "2ch. stereo amplifier with TAS5630 1200W" a podobne.. hmm, proste takhle vznikaji ty hoaxy..)

navic si tezce myslim ze jde o veskere testy na umele zatezi v podobe vykonoveho rezistoru a tedy nesimulujici reproduktor - ale o tom na cem probihalo mereni neni v katalogaci samozrejme ani slovo.. :-(

tedy co se mereni, nezbude nez si neco namerit.. zatim (cca mesic zpet) kolega meril par parametru na predverzi s TAS5611 (vicemene stejny obvod, jen pro mensi napeti, vetsi RDs FETu a mensi vykony.. parametry a pin-out totozne..) a jako prvni z nej vypadlo po mereni frekvencky, ze to orezava tak jak jsem priblizne nasimuloval, ale ze by to klidne mohlo orezavat i niz (coz jsem mu vysvetlil ze je soucastkove dost nemozny) mam tu jednu ptredverzi opet s TAS5611 ktera je osazena filtrem ala datashet, tak udelame porovnani a sem zvedavej co rekne na ni :-D

nn, DSP nebude, zde to ani nelze protoze jde prave ze o ten "genialni" singlchip.. tedy analog-in/analog-out..

E: analog-out = samozrejme Pwr PWM out, ale proste bez moznosti sahnout do vlastniho dig. signalu..
( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tas5630.pdf )