Audiophiler Class-D Verstärker

@ Mr. Hijacker:

150V-FETs reichen für die Vollbrücke nicht. Du brauchst insgesamt etwa 200V Betriebsspannung (+/-100V), und die müssen die Transistoren mindestens sperren können. Lieber ein bisschen mehr, denn wenn die Totzeit nicht exakt stimmt (zu groß ist), und die Reversedioden noch nicht schalten, bekommt der gleich öffnende Transistor eben mehr ab.

Das mit den 12dB/Oktave habe ich immer noch nicht verstanden.

For 110dB at 100Hz amp power is 50-watt, then at 50Hz > 200-watt and at 25Hz > 800-watt and so on.

Nach meiner Ansicht sind das 6dB/Oktave, bzw. 100Hz -> 50W, 50Hz -> 800W, 25Hz -> 12.8kW

Ansonsten hab ich schon geschrieben: Die Schalt- und Filterfrequenz muss tiefer. Der IR2110 ist nicht schnell genug für 400kHz.
z.B:
http://img160.echo.cx/img160/8900/sanderfilter7bw.gif

mit freundlichen Grüßen (nicht fruendlich)
Tillg

@SSassen

Erstmal Herzlich Willkommen, auch von mir.

Folgendes sollte/muß an deinem Plan noch geändert werden:

C19: 1u0 statt 100n

C20: 220n ( 47n bis 220n ) statt 470n

Der Bootstrap-C sollte auf jeden Fall kleiner sein, als der C, der die Betriebsspannung des Treibers puffert.

IR2010 ist gegenüber IR2110 vorzuziehen, da geringere Schaltverzögerung bei immer noch mehr als ausreichender Spannungsfestigkeit ( Halbbrücke bis 200V ).

V_DD von IR2010 nicht auf -Ub+12V, sondern auf -Ub+5V. Einfach V_DD mit 5.1V-ZD//1uF gegen -Ub stabilisieren.

T1/T2 nicht über die Basis vom LT1016 aus ansteuern, sondern Basis an Masse und Emitter über 620R an Ausgänge LT1016, Ausgänge LT1016 dabei umdrehen. Die Schaltsignale werden so praktisch verzögerungsfrei auf den Treiber übertragen.

If necessary, I can repeat that in english.

Good luck.

@ SSassen

Look at the input-OP, there is an mistake.

@SSassen

Nachtrag:

Bei 150V-MOSFETS sollte die Betriebsspannung nicht über +-60V liegen.

Der IR2110 ist wie Tillg bereits sagte, zu langsam.

Mit IR2010 und 200V-MOSFETs kann die Btriebsspannung bis etwa +-80V betragen.

Bei noch größeren Betriebsspannungen müßte ein viel größerer Aufwand bezüglich Treiber gemacht werden. Für sehr hohe Ausgangsleistungen wäre eine Vollbrücke in jedem Fall sinnvoller.

Beobachter:

Ich habe gar nichts grundsätzlich gegen diese Theorie, sie sollte nur etwas bescheidener daherkommen

Das meinst gerade DU nicht im Ernst, oder?


Ich darf Dich an Deine ersten Beiträge hier im Thread erinnern? "Man läßt jeden analogen Verstärker in der Ecke stehen" (oder so ähnlich).

Was ist das Wirkprinzip hinter dem SODFA-Wohlklang, was Dich und Ampericher so euphorisiert? Meßwerte kriegen wir von Euch nicht. Cross-Checks macht Ihr auch nicht.

Uns bleiben also nur unsere Simulationen. Und demnach ist der SODFA ne HF-Dreckschleuder, den es aufzubauen nicht lohnt.

Es ist zulässig, daß ich genau in diesem HF-Faktum das Wirkprinzip des audiophilen Wohlklangs vermute.

Ich muß Dir nicht beweisen, daß ich irre. DU mußt mir beweisen, daß ich irre. Aber bitte nicht mit beschreibenden Worten eines "Wohlklanges" sondern mit Fakten, Fakten, Fakten.

---------

Ganz anderers dagegen Spotnicks PWMA. Der zeigt in den (letzten) Simulationen einen 10-fach besseren Klirrgrad, minimale HF und einen impedanzunabhängigen Ausgang. Da hab ich den Verdacht, daß sich ein Aufbau lohnen könnte.

Sorry

Rumgucker, Teufelskerl ;): es funzt noch net ...
http://www.die-webto...a04811f2b0000655.gif
Könntest du die Schritte nicht dummusergerecht haarklein aufschreiben?
1. Frage: bei "AMPLIFIERS NATIONAL.COM" steht unten die Tabelle "Base Part Number" und rechts daneben "Spice Model", bei letzterem clicke ich auf den gewünschten OP und der Modellinhalt erscheint.
Was mache ich jetzt - den Inhalt z.B. komplett markieren und über Strg+V in Wordpad kopieren und unter welchem Namen in "mylib" kopieren?
Genau diese Schritte habe ich gemacht, in Word Pad unter LF353 abgespeichert, aber das ergibt beim anclicken ein "corrupt file"
Also bitte haarklein ... danke im Voraus!

PS: Ein LTspice-threath solltest du dir durch den Kopf gehen lassen
PPS, nur am unteren Rand: Der PWMA läuft nun mit kompetter Kaskode-Compoundstufe an +/-40V, bei einem ersten Durchlauf bei 20Vs an 8R erzeugte die Simu einen k3 von 0.008% und HF-Reste bei -110dB (das ist bereits Legende und hat hier nichts mehr zu suchen, vielleicht in einem anderen, etwas weniger masochistischen thread)

Beobachter, Tilman et al,

Danke schon! I've redrawn the circuit as per your suggestions, please let me know whether this is correct. As for the amp power, Tilman is right, if the amp power at 100Hz is 50-watts and the slope is +12dB/oct you'll need 800-watts at 50Hz and >12KW at 25Hz, my mistake. Fortunately I just picked these values to illustrate the concept, they're not illustrative of the actual application.

class_d_amp_004
http://hardwareanalysis.com/images/articles/large/11524.gif

Mit frEundlichen Grüßen,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

@Rumgucker

"Uns bleiben also nur unsere Simulationen. Und demnach ist der SODFA ne HF-Dreckschleuder, den es aufzubauen nicht lohnt."

Dass diese Aussage an der Haaren herbei gezogen ist, müßte nicht mehr bewiesen werden. Werde ich aber bis morgen doch tun, auch wenn Du vielleicht mehr Ahnung von Simulationen hast.

Daran anschließend werde ich eine vergleichende Analyse SODFA-UcD-(SODFA mit post-filter-feedback) erstellen. Die Urheberrechte für letzteren würde ich übrigens Timo zusprechen, der den Vorschlag bereits ganz am Anfang gemacht hat. Ich hatte es ihm damals ausgeredet. Nach wie vor spricht einiges dafür und einiges dagegen. Genaue Simulationen, die ich durchgeführt habe, können erste Anhaltspunkte geben, zeigen aber auch, dass hier nur die Praxis wirklich Aufschluß geben kann.

Reale Messwerte meines praktisch aufgebauten SODFA werden selbstverständlich präsentiert, sobald sie verfügbar sind.

@SSassen

Your connections of T1/T2 are totally wrong!

Must I make a diagram?

Hallo,
ich möchte um Verzeihung bitten, daß ich mich kaum noch melde, es schiebt sich Auftragsgebräu am Horizont zusammen, bzw. es ist schon soweit...

Die Urheberrechte für letzteren würde ich übrigens Timo zusprechen, der den Vorschlag bereits ganz am Anfang gemacht hat.

Das ist sehr freundlich von Dir, jedoch hab ich was gegen Patente (wirst auch bloß eine Beteiligung an solchen von mir finden), da sie heut in der Regel genau das Gegenteil von der ursprünglichen Intention bewirken. Das betrifft die gegenwärtigen und absehbaren Urheberrechtsregelungen noch viel mehr.
Mich freut es, wenn hier Neuerungen in friedlicher Eintracht(!!!) zutage treten, die gehören dann hoffentlich auch Allen.
Aus nächster Erfahrung weiß ich, daß durchaus ein Arbeitgeber der Meinung sein kann (und versucht, diese durchzusetzen) die "unter ihm" erworbenen Kenntnisse gehören ihm auch nach der Trennung von ihm. Was einem Berufsverbot nahekäme; allerdings ist hier eine vage Parallele zu Vorgenanntem zu erahnen.
Nur meine Meinung zu diesem Thema, soll keine OT-Diskussion vom Zaun brechen.
Seid friedlich und mehret Eu...er Wissen!
Gruß, Timo

To SSassen:

http://img12.echo.cx/img12/3896/lt1016ir2010ms74lj.jpg

@Timo

Da ich deine Meinung zu Patenten schon kenne ( ich hoffe, deine Meinung zu Zinsen ist mittlerweile ähnlich ), wollte ich "Urheberrecht" zunächst auch in "" schreiben. Es mußte aber zumindest gesagt werden.

Nur mal so:
Dass man eine Rückkopplung direkt aus dem 180°-drehenden Ausgangsfilter als Mitkopplung und Integrator verwenden kann, ist mir erstmals bei der HiFi-Akademie aufgefallen - eine echte Inspiration, diese Seite, dass muss jetzt wirklich mal gesagt werden.

Was mich persönlich als Autodidakt wirklich sehr amüsiert, sind Experten-Ausdrücke wie "Postfilter-Feedback" für einen simplen elektrotechnischen Tatbestand, der in jedem Lehrbuch für Elektrogesellen zu finden ist. Und wie mancheiner sich stelzt, sich mit fremden Federn schmücken zu müssen, bis hinein in den Dunstkreis einer staatlichen Behörde, die mehr vom Schein als vom Sein zu leben scheint - wir leben fürwahr in einer eitlen Gesellschaft.

Lustig noch festzustellen, dass eine Mitkopplung keinen stabilisierenden Effekt auf eine Regelschleife ausübt, wie das immer so gern gefühlt wird. Ein UcD legt davon beredtes Zeugnis ab.

Müßte man das jetzt komplett kapieren? Dann fehlte mir was...

Wir könnten natürlich ab jetzt statt "post-filter-feedback" den griffigen Ausdruck "simpler elektrotechnischer Tatbestand, der in jedem Lehrbuch für Elektrogesellen zu finden ist" verwenden. Ob die Abkürzung "SETJLEF" sich einbürgern ließe, ist noch die Frage.

Scherz beiseite. Mit dem Ausdruck "post-filter-feedback" will hier keiner den großen Macker raushängen lassen, es ist einfach nur eine Bezeichnung, bei der jeder sofort weiß, was gemeint ist. Eine deutsche Bezeichnung dafür erfordert immer gleich einen ganzen Nebensatz.

@Spotnick

Ich bleibe dabei: UcD ist weit besser, als Du glaubst. Wir haben es nur noch nicht richtig verstanden. Ich habe auch den Eindruck, dass Du gar nicht weißt, wie die originale UcD-Schaltung eigentlich aussieht.

Ochgöttchen Beobachter ... - "besser" ist nichts als eine relative Grösse auf einer nach oben offenen Skala, ganz einfach.

Spotnick schrieb:

Sorry Rumgucker, Teufelskerl ;): es funzt noch net ... PS: Ein LTspice-threath solltest du dir durch den Kopf gehen lassen

Hi Spotnick, Du hast fast alles richtig gemacht, NUR:

SpiceModel = LF353/NS
Value = LF353/NS

Es sind ZWEI Einträge mit jeweils gleichem Inhalt "LF353/NS"

(ich hab eben meine Anleitung dahingehend verdeutlicht)

...und bitte schreib konsequent in Großbuchstaben. Ich hab nicht erprobt, ob das Störungen bringt, könnte aber...

Und die Bibliotheken ganz einfach mit der Rechten Maustaste auf "LF353.MOD" und dann "Speichern unter...". Also nix mit Wordpad. Dein Internet-Explorer speichert die Datei ohne Umwege in Deine mylib-Directory.

LTSPice-Thread gibt es hier im Forum schon...

@ SSassen
Nachfolgende Schaltung stammt vom Beobachter. Ich habe sie aufgebaut und getestet. Sie funktioniert allerbestens.
Die Spulen sind gewickelt auf Amidon-Ringkern T106.(30Windungen/1mmCul)
Statt 610p kannst Du 470p im Integrator verwenden.
Die Schaltung kann mit "IrfanView" gut gesehen werden.


Zur Vergrößerung hier klicken.

Einem SODFA ist es egal, welcher LC-Filter zwischen seinem Schaltausgang und dem angeschlossenen Lautsprecher hängt. Es wird ganz bewusst auf ein post-filter-feedback verzichtet. Die klanglichen Gründe dafür wurden in diesem Thread ausführlich erörtert. Der einzige Nachteil, der sich daraus ergibt, ist die Notwendigkeit, den LC-Filter an die LS-Impedanz anzupassen. Mit dem Nachweis, dass ein SODFA zumindest so gut klingt, wie die besten Analogverstärker, aber im Gegensatz zu diesen keinerlei Kühlung nötig hat und sehr kompakt aufgebaut werden kann, ist dieser Nachteil eigentlich gegenstandslos. Es macht absolut keinen Sinn mehr, Lautsprecherboxen mit passiven Frequenzweichen zu bauen. Ich wage die Prognose, dass es in spätestens 10Jahren keine passiven Lautsprecherboxen mehr geben wird, außer vielleicht im Billig-Sektor.

Die folgende Analyse soll zur Klärung beitragen, ob es dennoch zumindest möglich ist, einen SODFA mit zusätzlichem post-filter-feedback ( im folgenden PWMA genannt ) aufzubauen. Aufschluß darüber gibt zum einen die FFT-Analyse als Indikator für die zu erwartende Klangqualität und zum anderen die Rechteckwiedergabe eines 5kHz-Rechteck-Signals hinter dem LC-Filter.

Fangen wir an mit einem SODFA mit 12dB-Bessel Filter ( Q=0.58 ). Ein solcher Filter hat die beste Impulswiedergabe ohne Überschwinger. Die schon bekannte Ausgangsschaltung sieht so aus:

http://img219.echo.cx/img219/344/5krsodfa12beasc8fl.jpg

Die Rechteckwiedergabe entspicht den Erwartungen:

http://img240.echo.cx/img240/160/5krsodfa12besignal0mt.jpg

Als nächstes ein 12dB-Butterworth ( Q=0.71 ). Ich habe die Werte für L und C beibehalten, nur R_L von 3.48Ohm auf 4.24Ohm erhöht. Es stellt sich der zu erwartende, leichte Überschwinger dieses Filtertyps ein:

http://img105.echo.cx/img105/7323/5krsodfa12busignal0af.jpg

Bei einer weiteren Erhöhung von R_L auf 4.5Ohm ergibt sich ein 12dB-Tiefpass mit fo=40kHz und Q=0.75. Diese Einstellung ist optimal für einen glatten Frequenzverlauf bis 20kHz und ausreichender Unterdrückung der Trägerfrequenz. Der Überschwinger wird noch etwas größer, das menschliche Ohr bescheinigt aber noch eine ausgezeichnete Impulswiedergabe:

http://img105.echo.cx/img105/6695/5krsodfa12signal5ev.jpg

Jetzt wird der Filter auf 24dB/Okt erweitert:

http://img256.echo.cx/img256/294/5krsodfa24asc6zu.jpg

Der beim 12dB-Filter noch sichtbare Ripple verschwindet optisch, dafür verschlechtert sich naturgemäß die Impulswiedergabe drastisch:

http://img293.echo.cx/img293/5769/5krsodfa24signal5yn.jpg

Natürlich wäre es sinnvoller, jetzt ein 24dB-Filter mit Bessel-Charakteristik zu verwenden, was für einen glatten Frequenzgang bis 20kHz eine höhere Grenzfrequenz des Filters erfordert. Die Unterdrückung des Trägers wäre dann immer noch um Welten besser, als bei einem 12dB-Filter mit etwas niedrigerer Grenzfrequenz. Es geht mir aber darum zu zeigen, ob es möglich ist, durch ein post-filter-feedback, dass hinter dem ersten Teilfilter ansetzt, die Impulswiedergabe zu verbessern. Mit einem 24dB-Filter, dass ungeregelt etwas über Q=0.71 liegt, lässt sich die Wirksamkeit der Regelung deutlicher herausarbeiten.

Beginnen wir mit einem PWMA, bei dem ein pre- und ein post-filter-feedback zu gleichen Teilen besteht:

http://img291.echo.cx/img291/4255/5krsodfa242020asc2wk.jpg

Der Schuß geht voll nach hinten los:

http://img22.echo.cx/img22/9573/5krsodfa242020signal1fj.jpg

Als erste Maßnahme zur Verbesserung kann man versuchen, einen kleinen Kompensations-C ( 100pF ) parallel zum Widerstand für das post-filter-feedback zu schalten. Tatsächlich ist das Ergebnis zwar immer noch bescheiden, aber schon sichtbar besser:

http://img103.echo.cx/img103/202/5krsodfa242020100psignal2qk.jpg

Bis jetzt ist das Verhalten also ähnlich, wie bei einem gegengekoppelten Analog-Amp, mit dem Unterschied, dass wir bereits einen vergleichsweise sehr großen Kompensations-C benötigen, das Ausgangssignal aber immer noch viel zu stark überschwingt. Kein Wunder, denn die Verzögerung durch das erste Teilfilter in der Schleife ist ja auch wesentlich größer, als selbst bei einem sehr langsamen Analogverstärker. Bevor wir den Kompensations-C weiter erhöhen, testen wir mal die Stabilität der Anordnung und verschieben das Verhältnis von pre- und post-filter-feedback von 1:1 auf 1:10. Ein Kompensations-C von 220p ist jetzt mindestens erforderlich, damit die Anordnung überhaupt stabil arbeitet:

http://img297.echo.cx/img297/8797/5krsodfa2411011220pasc2yn.jpg

Das Ergebnis überzeugt:

http://img251.echo.cx/img251/892/5krsodfa2411011220psignal8xs.jpg

Die Frage ist jetzt, was die FFT-Analyse dazu sagt. Als Referenz nehmen wir den SODFA mit 24dB-Filter:
http://img223.echo.cx/img223/9343/mossodfa100wfft0cw.jpg

Im Vergleich dazu zunächst der PWMA mit pre/post=1:1 und ohne Kompensations-C:

http://img114.echo.cx/img114/324/mossodfa2020fft5ss.jpg

Diese FFT-Analyse zeigt eine Verbesserung gegenüber dem SODFA. Was bewirkt nun aber der Kompensations-C, den wir für die PWMA-Version mit pre/post=1:10 ja auf jeden Fall zur Stabilität genötigen. Nur diese PWMA-Version zeigt eine brauchbare Impulswiedergabe. Hier zunächst der PWMA mit pre/post=1:1 und 100pF Kompensations_C:

http://img296.echo.cx/img296/7656/mossodfa2020100pfft5zi.jpg

Das Verzerrungsniveau steigt wieder auf das Referenzmaß, zusätzlich entsteht eine leichte Spitze K2, die vorher nicht zu sehen war. Entscheidend ist aber das Ergebnis des PWMA mit pre/post=1:10. Das sieht so aus:

http://img291.echo.cx/img291/8784/mossodfa11011220pfft0us.jpg

Keine Frage, dieser Verstärker ist zumindest nach FFT-Analyse als unbedingt „audiophil“ zu bezeichnen, aber die Verzerrungswerte sind deutlich schlechter, als beim SODFA.

Fazit: Man muß sich entscheiden – entweder will man die absolute Klangqualität eines SODFA und nimmt dafür die Mühe auf sich, den LC-Filter auf den Lautsprecher abzustimmen und bei einer Passiv-Box eventuell die Impedanz im Mitteltonbereich zu linearisieren, oder nimmt gewisse Abstriche in der Klangqualität in Kauf und benutzt ein post-filter-feedback, um sich die Mühe der Impedanzanpassung zu sparen.

Frage:
Kann man Hifi-Forum so einstellen, daß beim Starten immer die letzte Beitragsseite erscheint?

Hi Rumgucker, noch habe ich mich nicht getraut ...
Könnte man es wagen: (?)
http://www.die-webto...35e574ad4603f082.gif
Im oben eingeblendeten Editor habe ich deinen Text etwas modifiziert, kontrolliere bitte, ob es in Ordnung ist

Übrigens, leider modelliert auch NS seine Modelle unvollständig:

Parameters Not Modeled
Differential gain and phase
PSRR
Harmonic distortion
Fine scale settling performance
Thermal tail
Overdrive recovery time (Except for the CLC501 and the CLC502)
Variation in performance vs. temperature
Part-to-part performance variation

@Beobachter: SEHR gut! Checkst Du bitte nochmal, ob die Trägerfrequenzen überall gleich sind? Spotnick hatte bei seinen Vergleichen darauf geachtet.

-----

@all: ich hab mir eben das von Spotnick angegebene .model für die BD139/140 angeschaut. Die Stromverstärkung (BF) kann ich nicht glauben. Nur mit Vorsicht zu genießen.

@Spotnick:

irgendwas geht mit Deiner inc-Anweisung schief. Es müßte heißen ".inc" und nicht "inc."!

Rumgucker, BD139/140 haben bereits ausgedient ... (!)
(Philips und ONSemi modellieren die BD's übrigens fast gleich - der hohe Wert des "BF"-Parameters äussert sich zunächst merkwürdig, aber nimm' mal eine Ausgangskennlinienschaar auf!)

PS: ".inc" - klar ...
Kann ich's wagen ?

@Rumgucker

Ich habe in peinlichster Sorgfalt auf alles geachtet. Überall gleiche Trägerfrequenzen, gleicher Verstärkungsfaktor, absolut gleiche Messbedingungen.

Natürlich auch deine Hinweise zu LT_Spice: Compression auf "off", Einstellung "Gear".

Die Schrittweite beträgt bei allen Messungen durchgehend 4ns, Filter wurden nicht eingesetzt, ansonsten alles auf default.

War ne ganz schöne Maloche - vor allem für meinen PC.

Vielen dank Ampericher un Beobachter!

Hast du veilleicht auch noch was weitere info, zum beispiel performance data, pcb, etc?

Mit freundlichen Grüßen,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

Beobachter:

War ne ganz schöne Maloche - vor allem für meinen PC.

Das kann ich glauben! Auch bei mir kommt der Lüfter immer häufiger. Ich hab übrigens heute meine ersten Abstürze unter LTSpice produziert. Bin dann auf den "alternativen solver" (in Control-Panel -> Spice) umgestiegen und dann gings wieder. Daß er genauer rechnet, konnte ich übrigens nicht bestätigen. Aber offensichtlich stabiler.

Ist jedenfalls ein stolzes Werk, deine PC Quälerei!

@ Sander

Für welche Ausgangsleistung entscheidest du dich denn nun?
Die 12kW bei 25Hz werden wir wohl so einfach nicht schaffen, und die wird dein Lautsprecher wohl auch nicht haben wollen. Und für 800W brauchst du bei der Halbbrücke mit 60% maximaler Aussteuerung des SODFA 200V (hatte ich dir schon mal vorgerechnet), also andere Transistoren.

Tillg

@ Spotnick

Du hattest mal nach einem Schaltplaneditor gefragt. Ich kann die EAGLE wirklich wärmstens empfehlen, auch wenn Beobachter und Rumgucker da was gegen haben. Es ist einfach zu lernen, deutschsprachig, speichert intern metrisch (macht also niemals Rundungsfehler beim Umschalten zwischen Zoll und metrisch, im Gegensatz zu allen amerikanischen Produkten die ich kenne). Und bei fehlenden Bibliotheksbauteilen kann ich aushelfen, ich kenne mich da aus und habe schon einiges kreiert.
Kostenlose zeitlich unbegrenzte Demo (auf 2 Lagen und in der Boardgröße beschränkt): http://www.cadsoft.de
Direkt zum Download (Programm und Handbuch): http://www.cadsoft.d...&dir=pub/program/4.1

Original von Beobachter: ...das menschliche Ohr bescheinigt aber noch eine ausgezeichnete Impulswiedergabe: http://img105.echo.cx/img105/6695/5krsodfa12signal5ev.jpg Jetzt wird der Filter auf 24dB/Okt erweitert: http://img256.echo.cx/img256/294/5krsodfa24asc6zu.jpg Der beim 12dB-Filter noch sichtbare Ripple verschwindet optisch, dafür verschlechtert sich naturgemäß die Impulswiedergabe drastisch: http://img293.echo.cx/img293/5769/5krsodfa24signal5yn.jpg

Beobachter, "drastisch"?
Nun ja ...
Verglichen mit den Vorteilen dürfte das menschliche Ohr den Unterschied von 20...30% IMO von ausgezeichnet bis egal beurteilen.
Das Ergebnis eines zusätzlichen Filters ist im Übrigen Dimensionierungssache und hängt güte- und gruppenlaufzeitmässig von der Last ab. (Es spricht übrigens nichts dagegen, auch hier eine Z-kompensiere Box darauf abzustimmen und das Ganze im Zusammenhang mit dem vergessenen Eingangsfilter zu betrachten, damit relativiert sich einiges, vom HF-bereinigten Signal mal abgesehen)

Tillg: Danke für den Tipp. Geht das Schaltplanmalen gleich flott vom Hocker?

Hallo,
Beobachter, schöne Arbeit!
Den Unterschied zw. der SODFA_24dB-FFT und der PWMA-FFT würde ich auch nicht überbewerten. Einerseits gehen beim SODFA die geradzahligen Harmonischen im Rauschen unter, welches beim PWMA niedriger erscheint (Skalierung beachten). Andererseits ist, wie gerade gesagt, der Rauschteppich beim PWMA geringer. Und zum Schluß weiß man natürlich immer noch nicht, ob man der Simulation quantitativ vertrauen kann.
Als Anhaltspunkt, daß es so gehen kann, ist die Simu-Reihe aber sehr interessant.
Übrigens gibt es hier eine Erklärung zur "langsamen" Gegenkopplung: http://www.diyaudio....id=656464#post656464
Gruß, Timo

Original von Beobachter: Das Verzerrungsniveau steigt wieder auf das Referenzmaß, zusätzlich entsteht eine leichte Spitze K2, die vorher nicht zu sehen war. Entscheidend ist aber das Ergebnis des PWMA mit pre/post=1:10. Das sieht so aus: http://img291.echo.cx/img291/8784/mossodfa11011220pfft0us.jpg Keine Frage, dieser Verstärker ist zumindest nach FFT-Analyse als unbedingt „audiophil“ zu bezeichnen, aber die Verzerrungswerte sind deutlich schlechter, als beim SODFA.

"Deutlich schlechter?" - Sorry: habe ich das "Referenzmaß" des Sodfa hier irgendwo übersehen?

PS: M.M.n. ist dieser PWMA alles andere als "audiphil", was auch immer das sein mag.
Sollte die Prämisse bei einer k2-Dominanz mit sukzessive abfallenden Oberwellen >k2 sein, so geht die Entwicklung IMO in diese Richtung, möglich ist es jedenfalls ...

@Spotnick

Von welchen "Vorteilen" sprichst Du denn jetzt? Es ging doch erstmal um die Frage, ob es möglich ist, durch ein post-filter-feedback den Verstärker gänzlich unabhängig von der angeschlossenen Impedanz zu machen. Würde die FFT-Analyse bei einem solchen Verstärker keinerlei erhöhte Klirrwerte anzeigen, wäre das ein echter Vorteil ohne weitere Nachteile. Die FFT-Analyse zeigt aber, dass man für optimalen Klang lieber auf ein post-filter-feedback verzichten und besser die Impedanz anpassen sollte. Ein Verstärker mit post-filter-feedback und zusätzlicher Impedanzanpassung kann man ja machen, aber was hat man davon? Wenn man sowieso die Impedanz anpassen will, kann man gleich einen SODFA mit nachweislich besserer Klangqualität nehmen. Diesen kann man entweder mit 12dB-Butterworth, oder z.B. mit 24dB-Bessel aufbauen, wenn man aus irgendeinem Grund einen niedrigeren Ripple haben möchte.

Bei UcD sieht die Sache übrigens besser aus. Die Analyse ist aber noch nicht ganz fertig.

Weil schon wieder das (Un?)Wort UcD fiel - der "Meister" hat sein Elaborat hier etwas aufgedröselt: http://www.hypex.nl/docs/document.pdf
Eine kleine Bemerkung zwischendurch läßt ahnen, daß er noch etwas mehr an der GegenRückMitkopplung tat, als beschrieben - 4. Ordnung.
Gruß, Timo

Hallo Timo,

wie immer erweist Du dich als unerschöpfliche Informationsquelle. Werde mir die acht Seiten gleich mal gründlich zu Gemüte führen und nach "Auffälligkeiten" fahnden. Zumindest für mich ist UcD kein "Unwort" mehr. Ich sehe es als wertvolle Anregung für weitere Experimente.

zu #1885

Beobachter, ich wiederhole meine Frage/Bitte: ich hätte gerne dein sog. Referenzmaß des Sodfa zum Vergleich gesehen

Und: Pardon, hatte ich je etwas davon geschrieben/verlauten lassen, dass mir eine "gänzlichen Unabhängigkeit" von der angeschlossenen Last wichtig wäre?
Nicht dass ich wüsste!
Schade - du hast offensichtlich immer noch nicht registriert, auf welches Ziel ich seit geraumer Zeit hingearbeitet habe, die Einzelheiten erspare ich mir, gerne nochmal in Kurzform:
Ich wähne mich hier in einem DIY-Forum, mein Ziel besteht nicht darin, eine einseitige Bevorzugung von Verstärker-Merkmalen herauszubilden (Eignung ausschliesslich für Aktivboxen etc. pp.) bzw. diesem speziellen Anliegen Folge zu leisten, um es so diplomatisch als möglich zu formulieren. Mein Ziel sehe ich ergo in einem ausgewogenen Verhältnis aller IMO (bzw. allgemein akzeptierter) klangentscheidenden Eigenschaften und der Entschärfung einiger völlig indiskutablen Eigenschaften bisher präsentierter Schaltungen. Deine Hoffnung auf Aktivboxen und Zukunft sei dir unbenommen, meine Meinung: es handelt sich hierbei um ein sehr schwaches Argument.

Nebenbei: Dass dir mein Anliegen fast diametral zuwiederläuft, kümmert mich ehrlich gesagt überhaupt nicht, warum sollte es auch? Wir haben hier freien Wettbewerb der Ideen. Deiner völlig haltlosen, immerwährenden Leier - sorry! - vom "SODFA mit nachweislich besserer Klangqualität" versuchte ich per eigener Gedankengänge im Sinne von tatsächlicher Verbesserung und allgemeiner Eignung konstruktiv etwas auf die Beine zu helfen, wie ich das bereits mehrfach betonte.

Ich habe übrigens gerade 50Watt mit Modellkomponenten in der Simu laufen (man hat ja nichts besseres zu tun ...), die tatsächlich realen und nicht idealisierten Modellen entsprechen, ich denke, sie sollte auch real laufen können. Die Ergebnisse entsprechen dem, was ich im Vergleich mit anderen Schaltungen zu verbessern gedachte, Einschwing- und Impulsverhalten inclusive, überzeugen, wie schon oft betont - Quantensprünge hat es hier nirgendwo gegeben - kann mich dieses grundsätzliche PWM-Prinzip nach wie vor nicht, egal in welcher mehr oder weniger variierten/kombinierten/austarierten Form.

@Spotnick

"Beobachter, ich wiederhole meine Frage/Bitte: ich hätte gerne das Referenzmaß des Sodfa zum Vergleich gesehen"

Trotz der Länge meines Beitrages habe ich mich um Übersichtlichkeit bemüht und die FFT-Analyse des SODFA mit Überschrift angegeben:

Die Frage ist jetzt, was die FFT-Analyse dazu sagt. Als Referenz nehmen wir den SODFA mit 24dB-Filter:
http://img223.echo.cx/img223/9343/mossodfa100wfft0cw.jpg

Dazu im Vergleich die Analyse des PWMA mit der besten Impulswiedergabe:

Entscheidend ist aber das Ergebnis des PWMA mit pre/post=1:10. Das sieht so aus:

http://img291.echo.cx/img291/8784/mossodfa11011220pfft0us.jpg

""Deutlich schlechter?" - Sorry: habe ich das "Referenzmaß" des Sodfa hier irgendwo übersehen?"

Wenn das deine erste Bitte um das "Referenzmaß" war, so war diese nicht ganz leicht als Bitte zu erkennen.

Ein Klirrgrad von ca. 0.008% beim PWMA ist zwar "schlechter", als ca. 0.002% beim SODFA ( immerhin beides bei 100W ) und das Klirrspektrum des PWMA ist auch breiter, daraus den folgenden Schluß zu ziehen, scheint mir aber anhand der wirklich guten Werte bei beiden Verstärkern etwas übertieben:

"PS: M.M.n. ist dieser PWMA alles andere als "audiphil", was auch immer das sein mag."

Was "audiphil" ist, weiß ich übrigens auch nicht.
( Das war nur ein Scherz, der sich aufdrängte, soll keine "Stichelei" gewesen sein. )

Ich bin jedenfalls gespannt auf deine neue PWMA-Version.

Also Nichts ist mit "deutlich schlechter"!

Nebenbei, 0.008% vs. 0.002% bei 100Watt: das erzähle nicht mal deiner Großmutter, sonst setzt's eine gehörige Tracht Prügel!
Und wie sehen denn die Werte mit deinem favorisierten 12dB-Filter bitteschön aus?
(Egal, vergiss es.)

Ich habe es bereits erwähnt, aber du scheinst es nicht zu würdigen: Meine Schaltung läuft mit tatsächlich realen und nicht idealisierten Modellen, ok?

Ich meine: verstehst du was ich meine?

PS, damit alle es verstehen:
es ist überhaupt kein Problem, Fantasiewerte hochzuladen!


Läppisches Geplänkel ...

Also ich bin der Meinung, daß man hier von "deutlich schlechter" wirklich nicht reden kann, dieser Unterschied ist bestimmt nicht mehr hörbar.
Aber ein anderer Aspekt könnte hier klanglich ausschlaggebend sein, der möglicherweise unterschiedliche
Ausgangswiderstand zwischen beiden Systemen,wie mag es sich damit verhalten?
Kann es sein, das bei dem einen System der Lautsprecher weniger fest im "Zügel" gehalten wird, als bei dem anderen?
Diesen Effekt habe ich zwischen dem SODFA und meiner Analogendstufe.Deren Klang erscheint voluminöser, als beim SODFA.

@Spotnick

Das einzige, was idealisiet ist, sind die gesteuerten Quellen als Treiber. Die absolute Grenze der Auflösung wird durch die Schrittweite von 4ns vorgegeben. In der realen Welt hat ein HIP2101 eine Anstiegszeit in der Größenordnung von 10ns. Ob das dann so unendlich viel schlechter ist, als in der Simulation, glaube ich nicht. Da spielen andere Faktoren wie Platinenlayout etc. wahrscheinlich bereits eine größere Rolle.

Ansonsten ist das ja auch egal. Meine Analyse hat im wesentlichen vergleichenden Charakter. Solange die Mess-/Simulationsbedingungen bei den verschiedenen PWM-Verstärkern gleich sind, kann man sie auch vergleichend bewerten.

"PS: M.M.n. ist dieser PWMA alles andere als "audiphil", was auch immer das sein mag."

"Nebenbei, 0.008% vs. 0.002% bei 100Watt: das erzähle nicht mal deiner Großmutter, sonst setzt's eine gehörige Tracht Prügel!"

Diese beiden Zitate widersprechen sich. Im ersten betitelst Du den PWMA als "alles andere als "audiphil"". Im zweiten ist der Klirrgrad des selben Verstärkers angeblich so unglaublich niedrig, dass ich das nicht mal meiner seligen Großmutter erzählen könnte. Was denn nun?

Och komm, Beobachter, suche dir einen Anderen zum Spielen!

Also Jungens, wenn der erste reale Aufbau bei halber Ausgangsleistung weniger als 0,1% Klirr über den gesamten Bereich von 20Hz bis 20kHz bringt, ist es meiner Meinung nach schon prächtig, 0,01% wären Spitze. Eigentlich reicht bis 10kHz, weil deren 2. Harmonische ja schon langsam aus dem Audiobereich fällt. Die anderen Zielwerte kann ich mich auch nicht erinnern, schon hier spezifiziert gesehen zu haben.
Meine Meinung zum Dämpfungsfaktor (DF) (auch tw. sinngemäße Wiedergabe aus verschiedenen postings):
Zunächst mal ist der classD im Vorteil, weil die Schaltstufen eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz im Betrieb zeigen, die anders als beim Analogamp nicht durch die interne Schleifenverstärkung (Gegenkopplung) realisiert wird. Niedriger GK-Faktor->niedriger DF, siehe Röhren etc.
Andererseits ist der DF gar nicht so kritisch. Der Rdc eines jeden Chassis begrenzt den realen DF auf Werte um 1, weil die Ausgangsimpedanz des Verstärkers eine Reihenschaltung mit besagtem Rdc bildet. Das kann man mit einem einfachen Test akustisch nachvollziehen. Schließt ein TT-Chassis mit einem R=1Ohm ab, alternativ mit Null Ohm. Wohl dem, der beim Knöcheltest noch einen Unterschied erlauscht. Für meinen Geschmack ist bei Rdc/2 etwa Schluß. Sicher läßt sich elektrisch noch ein Unterschied im Ein-/Ausschwingverhalten nachweisen, die Frage ist, wie relevant ist dies für die Hörbarkeit.

Und nochwas: ruhig Blut!
Gruß, Timo

@Ampericher

Beim SODFA zeigt die DC-transfer-function einen Ausgangswiderstand von 0.002Ohm. Beim PWMA weigert sich LT_Spice beharrlich, einen Wert auszuspucken. Es erscheint folgende Fehlermeldung:

"Analysis failed: Iteration limit reached"

Das ist unabhängig davon, ob ich das Verhältnis pre-/post auf 1:1, oder 1:10 setze. Allenfalls bei der für die Praxis gänzlich uninteressanten Dimensionierung 10:1 erhält man einen ganz leicht niedrigeren Wert für den Ausgangswiderstand. Schon bei 5:1 kommt wieder dieselbe Fehlermeldung.

Um herauszufinden, was das zu bedeuten hat, gebe ich mal an unseren Experten Rumgucker weiter.

"Meiner" rechnet jetzt schon eine Stunde an einer quasi identischen Schaltung wie Beobachters Letzter PMWA(?) herum und hat gerade mal eine 2/3 Periode geschafft. Das ist ja nicht mehr feierlich!
Aber die Fets zeigen jeweils beim Einschalten (oben und auch unten) einen kräftigen shoot-through, etwa 30A für <10ns. Die Totzeit an den Gates ist etwa 30ns. Sehr komisch! Vielleicht rechte er deshalb so langsam? Hat jemand bitte einen Tip, was ich verkehrt mache?
http://poolux.psycho...04_shoot-through.gif
Danke und Gruß, Timo

@tiki

Am besten Du besorgst dir auch einen "HAL-9000". Ich habe meinen zum Vorzugspreis von Arthur C. Clarke bekommen.8)

( Wieder mal Scherz beiseite, "HAL9000" ist leider immer noch nicht lieferbar, aber ich hatte tatsächlich mal die Gelegenheit, den Autor von "2001" zu seinem 85. Geburtstag zu gratulieren und ein unvergeßliches, immerhin halbstündiges Gespräch mit ihm zu führen. )

Mein Rechner taktet mit 3GHz und für 2.4ms braucht er bei einem step von 4ns ca. 40min.

Verschiedentlich hatte ich Probleme mit dem LT1806. Laut Datenblatt ist für Normalbetrieb der Shutdown-Pin offen zu lassen und intern über 40k mit der pos. Betr.-Spng. verbunden. Läßt man den Pin aber offen, weigert sich die Simulation. Also habe ich die real interne Verbindung extern nachgebildet, dann lief das ganze. Wie ich gesehen habe, hast Du den Shutdown über einen R an GND gelegt, er muß aber an +5V. Davon abgesehen hatte das bei mir aber nichts mit der Simulationsgeschwindigkeit zu tun - entweder es lief ( mit ca. 1us/s ), oder nicht.

Die gesteuerten Quellen als Treiber habe ich nur mit Multiplikator 2 versehen, um den Spannungshub der LT1720 zu verdoppeln. Du hast noch andere Parameter eingetragen, vielleicht verlangsamt das.

Beim oberen MOSFET habe ich den 1mOhm in der Drain-Leitung. Kann mir zwar nicht vorstellen, dass das etwas ausmacht, ist aber immerhin ein Unterschied.

Warum hast Du für die Signalquelle noch eine gesteuerte Quelle zwischengeschaltet? Eine einfache tut es doch auch.

@tiki

Bei mir liegt die Betriebsspannung bei +-48V, MOSFETs Si4486. Bei C1/C2=47p betragen die Stromspitzen durch die 1mOhm 14A, bei C1/C2=33p sind es 26A. Ich weiß nicht, welche Parameter Du noch für die Treiber-Quellen eingetragen hast, aber vielleicht ist es besser, eine Kombination 10R//1A-Schottky vor die Gates zu schalten.

Bei den Quellen für die Betriebsspannungen habe ich keine Serienwiderstände eingetragen.

Wie ich gesehen habe, hast Du den Shutdown über einen R an GND gelegt, er muß aber an +5V.

Meine Blödheit.

entweder es lief ( mit ca. 1us/s ), oder nicht.

Heißt 10ns/s laufen oder eher nicht laufen?

Warum hast Du für die Signalquelle noch eine gesteuerte Quelle zwischengeschaltet?

Altlast-war beim Rumprobieren mit verschiedenen Signalen einfacher.

Naja, heute nicht mehr, aber ich werd die Änderungen mal einbasteln.
Danke und Gruß, Timo

Beobachter schrieb:

@Ampericher Beim SODFA zeigt die DC-transfer-function einen Ausgangswiderstand von 0.002Ohm. Beim PWMA weigert sich LT_Spice beharrlich, einen Wert auszuspucken. Es erscheint folgende Fehlermeldung: "Analysis failed: Iteration limit reached"

Beobachter, vielleicht liegt es ja daran, dass der Ra des PWMA sooo niedrig liegt, das LTspice sein Auflösungs-Limit "reached" hat?



Im Erst: Du kapierst einfach nicht, was zu tun ist, obwohl man es dir bereits vor Wochen vorgekaut hat, siehe #1034, Original von "gegentakt"

siehe z.B. die von ihm so genannte "DC-Transfer-Funktion", mit der er uns ja permanent "die Überlegenheit seines Sodfa-Prinzips" weismachen will, von der korrekten Bedienung eines Simulationsprogramms ganz zu schweigen. Nun gut. Was wir hier brauchen, ist eine AC-Analyse zur Ermittlung der Übertragungsfunktion, üblicher weise per Neyquist oder Bode-Diagramm dargestellt:

Alle:
Wenn ihr euch weiter sinnlos mit diesem Ra-Faktum beschäftigen wollt, dann tut das halt, back to stone time ... Schon wieder vergessen, dass in der idealisierten Simulation ohne Berücksichtigung von Leitungswiderständen Ra am Rückführungsknoten irreal niedrig ist, egal nach welchem Prinzip hier getaktet wird? - man nehme den RDC der Filterspulen und das Ergebnis egalisiert sich zur Bedeutungslosigkeit. Und nicht vergessen: eine Integratorfilter-Rückkopplung zur Schwingungserzeugung ist naturgemäss eine Mitkopplung und keine Gegenkopplung, folglich ist sie auch nicht für Ra zuständig (- bzw. verantwortlich zu machen, wie das so gerne behauptet wird).

Ampericher:

Kann es sein, das bei dem einen System der Lautsprecher weniger fest im "Zügel" gehalten wird, als bei dem anderen? Diesen Effekt habe ich zwischen dem SODFA und meiner Analogendstufe.Deren Klang erscheint voluminöser, als beim SODFA.

Weil SODFA nach Deiner Aussage der Analog-PA überlegen ist, wäre demzuvolge "voluminöser" schlechter als "nicht-voluminöser"?

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Beobachter: als mir gestern die Simulation ausstieg, konnte ich mit Erfolg auf den "alternativen Solver" (Control-Panel -> Spice) umsteigen. Der Absturz trat nicht auf. Nach einigen Umdimensionierungen konnte ich dann wieder zurück auf den normalen "Solver" wechseln, der einiges schneller ist.

Die komischen "Abstürze" kommen zum Beispiel bei antiparallelen Dioden, wenn sich die angelegte Spannung gerade im Bereich zwischen den beiden Schwellspannungen befinden. Dann scheint Spice nicht zu wissen, was mit den Strömen passiert und er iteriert bis in den fs-Bereich. Bei derart feinen Auflösungen explodiert die Rechenzeit und die Konvergenz läßt nach: dabei können die Rechnungen im Hinweg zum Bauteil ein anderes Ergebnis als die Ableitung aus einem Bauteil ergeben. Der Effekt wäre, daß in einen Widerstand ein anderer Strom hineinfließt, als wieder heraus kommt.

Diese Hänger waren auch schon 92 drin. Nur da gabs noch keinen "alternativen Solver"....