Audiophiler Class-D Verstärker

@tiki
also nochmal, das Einschwingen der Spule besteht im Oszillogramm aus den größten beiden Impulsspitzen,zu Anfang.
Danach folgt das Ringing.
Ersetzt man die Spule durch einen 12 Ohm Widerstand,
sind diese Schwingungen weg, während das Ringing in gleicher Form erhalten bleibt.
Während der positiven Rechteckphase wird in die L/C Kombination eine bestimmte Energiemenge hineingepumpt,
exakt die gleiche Energiemenge wird während der negativen
Rechteckphase umgeladen,vorausgesetzt,das Tastverhältnis ist 1:1.
Der daraus resultierende, arithmetische Mittelwert ist dann gleich 0.
Erst wenn das Impulsverhältnis, durch Modulation sich zu verändert beginnt, verändert sich auch der arithmetische Mittelwert und es erscheint am R_Last das Abbild des Modulationssignals.Dies kommt aber nur zustande, weil der
volle Strom fließt, bei sehr kleinem Modulationssignal
ist die Zeitdauer des Stromflusses ebenfalls sehr klein.
Wäre es nicht so, würde das bedeuten, das der Dämpfungsfaktor bei kleinen Signalen anders ist als bei großen.


Zur PCB Herstellung gebe ich morgen Tips ab.

Vorweg: ich werde mich nicht so aus dem Fenster lehnen, wie die beiden anderen.
Leider kenne ich Deine Messanordnung und den Aufbau nicht von Angesicht zu Angesicht, sondern nur aus dem Forum, sonst wäre mir vielleicht irgendwas klarer.

Du hast im dritten Oszillogramm den Spannungsabfall über dem Drainwiderstand gemessen, ja? Und zwar ohne oder mit nur sehr kleiner Aussteuerung?
Dann interpretiere ich das so: Wenn die großen Spitzen nach dem Ersetzen der Spule durch einen Widerstand nicht mehr existieren, resultieren sie hauptsächlich aus der Streuinduktivität der Spule und ihrer effektiven Parallelkapazität. Diese bilden einen Schwinkreis, der durch die Umschaltflanken angeregt wird. Der obere FET übernimmt für die obere Halbwelle den gesamten Spulenstrom, insofern kann höchstens der Id einschwingen, bis er dem Spulenstrom entspricht.

Das Filter soll doch gerade den Strom sieben, der bei reiner R-Last ebenfalls wie die Ausgangsspannung nahezu rechteckförmig wäre. Die Induktivität liegt üblicherweise zwischen 10µH und 100µH. Man kann das Verhalten sehr einfach mit einem x-beliebigen Simulator überprüfen. Der Strom wird mehr oder weniger dreieckförmig. Der Ausgangsspannungsripple wird zwischen etwa 100mVpp und einigen Vpp liegen. Wenn dem nicht so ist, ist etwas an dem Filter nicht in Ordnung.
Hier ein Vergleich der Aus- und Eingangsspannung meines Versuchs:



Hier die Spannungsverläufe vor und nach dem Filter:



Und hier wird vielleicht klar, wo wir aneinander vorbeireden:



Der Ausgangsstrom in der Spule ist dreieckförmig, der Drainstrom natürlich nicht. Er übernimmt nur den kompletten Spulenstrom für die Einschaltdauer, danach ist er wieder Null. Man kann auch im ersten Abschnitt (ohne Modulation) sehr schön erkennen, dass die Leitphase des oberen FETs (Drainstrom) bei geringer Aussteuerung eben nicht sehr kurz ist, sondern sich der halben Periodendauer annähert. Dafür ist die Amplitude geringer.

Bezüglich des Dämpfungsfaktors bin ich weiterhin meiner Meinung, die ich mir auch nicht aus meinen Fingern sog.
Weil die Schleifenverstärkung sich in Abhängigkeit des Modulationsgrades _nicht_ wesentlich ändert, bleibt auch der Dämpfungsfaktor nahezu konstant. Im Clippingfall stimmt das natürlich nicht mehr.

Gruß, Timo

In meiner Beschreibung der Schaltung oder deren Nachempfindung bin ich bisher nicht auf die Zuführung der Audiospannung eingegangen.

Aber kurz noch etwas anderes. Ich habe gesagt, man könnte statt des Komparators auch einen Schmitttrigger verwenden. Wenn man davon ausgehen könnte, dass die Betriebsspannung konstant ist, könnte man einen STr verwenden, wenn seine Hysteresepunkte unabänderlich fix wären, also kein Jitter (= Rauschen). Die Funktion der Schaltung (also wie wenn die rückgeführte Spannung über R2 (R40) geklemmt wäre) wäre die selbe.

Jetzt zum Integrator. Über R (R41) wird C umgeladen. Wie schnell das geschieht, hängt von C, von der Verstärkung des Integrators und vom Ladestrom ab. Der Ladestrom selbst hängt OHNE NF von der Spannung über R und dessen Wert ab, also von der momentanen Ausgangsspannung des Leistungsschalters.

Wir gehen momentan von einem Sinussignal von 1 kHz aus. Wie vorgängig erwähnt, müssen wir die Zeit gedanklich dehnen, damit wir Zeit haben, uns die Wechselwirkungen in Ruhe vorzustellen.

Über einen zusätzlichen Widerstand, der nur im Schema Fig 2 der Patentschrift gezeichnet ist (R31), den wir hier aber als Re (Eingangswiderstand) annehmen, wird die NF ebenfalls auf den Integrator geführt.
Wir nehmen einen Punkt auf dem 1kHz an in der positiven Halbwelle und eine positive Ausgangsspannung am Leistungsschalter.
Der Strom, der C umlädt, ist jetzt I aus R + I aus Re, also höher. Damit lädt sich der Kondensator SCHNELLER auf, die Kurvensteilheit ist höher. Wir stellen uns also vor, wie die Ausgangsspannung des Integrators mit grösserer Steilheit, also rascher absinkt, bis der negative Hysteresispunkt des STr erreicht ist (was gleichbedeutend ist mit dem negativen Hysteresispunkt des Komp MIT R2, Betriebsspannung stabilisiert).
Jetzt kippt der Leistungsschalter und über R kommt eine negative Spannung an den Integrator. Die NF ist aber praktisch unverändert in Polarität und Pegel (der 1 kHz dauert für uns eine Stunde!). Damit hat sich der Ladestrom geändert. Er bildet sich jetzt aus I aus Re MINUS I aus R.
Dadurch lädt sich der Kondensator langsamer. Es dauert also länger, bis der STr oder Komp schaltet. So entsteht die unterschiedliche Pulsbreite.

Es gibt folglich einen elementaren Unterschied zwischen einem normalen Digitalverstärker und der vorliegenden Konstruktion.
Beim normalen Verstärker wird ein hochpräziser Dreieckgenmerator verwendet. Sein Signal wird entweder wie in Fig 1 an den invertierenden Eingang des Komparators geführt, die NF an den nicht invertierenden, oder beide werden beispielsweise an einem OPV in Nullohmtechnik (-E als Eingang, +E auf Masse, Widerstand vom Ausgang auf -E) addiert und dann auf einen perfekten Komparator geführt. In diesem üblichen Fall wird beim Nulldurchgang geschaltet, wobei das Eingangssignal des Komparators über die Zeit über und unter Null werden kann.
Die kritischen Punkte sind die Linearität des Dreiecks und die jitterfreie Schaltung des Komparators bei Null Volt.

Die vorgestellte Schaltung verwendet einen STr, der aus der Hysteresisfunktion eines Widerstandes gebildet wird, welcher sich auf die Ausgangsspannung bezieht und einem Komparator.
Die Hysteresispunkte sind also ausgangsspannungsabhängig, sodass Fehler der Betriebsspannung kompensiert werden (können).
Die Ausgangsspannung bedient zusammen mit der NF einen invertierenden Integrator, der eine Dreieckspannung mit unterschiedlicher Steilheit erzeugt.

Die kritischen Punkte sind in diesem Fall eine STr-Schaltung, welche an und für sich jitterfrei bei Null Volt schaltet und deren Hysteresispunkte einwandfrei als Folge der Ausgangsspannung festgelegt sind. Es darf weder Drift noch Temperaturgang vorhanden sein. Das Zweite ist der Integrator mit konstanter Verstärkung und damit mit klaren Vorgaben, wie die Steilheit des Ausgangssignals sich in Abhängigkeit des Eingangsstroms ändert. Ebenso darf C keinen Temperaturgang haben.

Tatsache ist, dass ein Digitalverstärker nach Fig. 2 und 3 Keine eigentliche Audiogegenkopplung besitzt. Über R und R2 werden allenfalls Ausgangsspannungsabsenkungen durch Ri der Speisung und RDSOn ausgeglichen, also ein geringer Ri des Verstärkers erreicht.
Sollte eine NF-Gegenkopplung nötig sein, so hat sie in gehabter Weise zu erfolgen, also über ein RC-Glied oder nach dem LC-Filter zum Audio-Eingang der Schaltung.

Wird bei einem konventionellen Digitalverstärkrer auf die kritischen Punkte geachtet, so ergeben sich keine logischen Vorteile der einen oder anderen Schaltung. Oder wenn schon ist die konventionelle Schaltung durch höhere Servicefreundlichkeit im kleinen Vorteil, weil hier ein eigenständiger stabiler Dreieckgenerator verwendet wird, der in sich optimiert und getestet werden kann, während man mit dem Dreiecksignal des Fig 2 im ausgesteuerten Fall, also mit Audio, nicht sehr viel anfangen kann.

Jedenfalls gibt es keinen nennenswerten Unterschied, dass die eine oder andere Schaltung nur MIT Audiogegenkopplung funktionieren würde. Es handelt sich letztlich wie bei einem Digitalrecorder um einen AD-Wandler, der gut zu funktionieren hat. Ob das so oder so geschieht, macht den Kohl nicht fett.

@Timo
Bau erst mal meine Schaltung auf, dann reden wir weiter.
Den Schmutz, den Deine Schaltung laut Oszillogramme produziert,den habe ich nicht.
Meine Schaltung kennt am Ausgang nur zwei Zustände, das geht aber nur, wenn man einen mitgekoppelten Komparator verwendet.

@Timo
Wenn das Rechtecksignal im zweiten Oszillogramm Dein Ausgangssignal,vor dem Filter ist, dann frage ich mich ,warum es so unsymetrisch ist?

Schade, finden wir wohl doch keine gemeinsame Diskussionsebene. Du verstehst nicht, was ich glaube, in meinen Beiträgen zu sagen, ich baue Deine Schaltung nicht.
Ich ziehe mich also, wie angekündigt, auf den "Beobachtungsposten" zurück, weil Du es offensichtlich doch besser kannst.
Viel Erfolg weiterhin!
Gruß, Timo

Hi allerseits,
einen gesegneten Sonntag Morgen wünsche ich.

Hier nun einige Tipps zur Leiterplattenherstellung.
Fangen wir mit der Layoutherstellung an.
Ich verwende das Programm "Eagle", für den Privatgebrauch
kostenlos herunter zu laden bei cadsoft.de.
Als Layoutträger verwende ich Zinkoxid beschichtetes Papier
100Gramm, wenn möglich 75Gramm.Je dünner, umso besser.
Gibts ständig im Mediamarkt für etwa 10,-€/100Blatt
Dieses Papier ist auch bekannt als Photoqualität Inkjetpaper, oder bei HP als coatet paper.(Achtung, kein Fotoglossy Papier verwenden).
Als Tintenstrahldrucker verwende ich Epson C60, inzwischen
C62. Zwei andere Drucker habe ich, aufgrund mangelnder Randschärfe zurückgegeben. HP und Cannon.
Ideal ist ein schwarz/weiß Laserdrucker.
Nach der Layouterstellung druckt man dieses aus, mit folgenden Einstellungen.
Im Programm Eagle sind im Druckermenu anzuklicken,black und solid.
Im Druckermenu,schwarz, Photoqualität Inkjetpaper und höchste Druckqualität.
Ist dieses erfolgt, schneidet man das Layout aus.(etwa 5mm Rand um das Layout stehen lassen.
Den photobeschichteten Basismaterialnutzen schneidet man etwas größer zu, als das Layout, wieder etwa 5 mm ringsum.
Als Belichtungslampe verwende ich einen 70 Watt HQI Brenner mit Zündgerät.
Dazu habe ich einen Baumarkt Halogenbrennergehäuse, schwarz oder rot, an einem Galgen aus Stahlrohrbeinen(aufgeschraubt auf eine Spanplatte), aufgehängt. Abstand zur Leiterplatte 35cm.UV-Schutzglas entfernen.
Belichtungsgeräte mit Leuchtstofflampen sind ungeeignet,
da Seitenlicht unter die Leiterbahnen fällt.Dünne Leiterbahnen, wie bei SMD Schaltungen werden dabei ausgelöscht.Am besten eignen sich Punktlichtlampen.
Ich habe damit Leiterbahnen von 0,2mm Breite reproduziert, dieses ist aber schon kritisch.
Damit das Layout transparent wird verwende ich etwas dickeres, Säurefreies Öl. Nähmaschinen- oder Fahradöl
kann auch verwendet werden.
Mehrere Tropfen dieses Öls verteile ich auf die Photoschicht des Basismaterials und lege dann, mit der Farbschichtseite
nach unten das Layout auf. Achtung, im lichtgedämpften Raum arbeiten, da sonst die Oberfläche des Photolacks angegriffen wird!
Danach erwärme ich das Basismaterial von unten auf etwa 40Grad mit einem Heißluftfön. Achtung, nicht zu warm machen!
Bei der Erwärmung bilden sich Luftblasen, die man dann mit einem kleinen Borstenpinsel seitlich wegstreicht.
Die Leiterplatte wird beim Belichten ebenfalls erwärmt.
Während der Belichtung dürfen keine Blasen zwischen Basismaterial und Layout sein, da das Abbild sonst unscharf wird.
Wer Lust hat, kann sich auch einen Vakuumbelichtungsrahmen bauen. Vakuumpumpen gibts bei ebay reichlich.
Jetzt erfolgt die Belichtung,bei 70Watt HQI 15Minuten,Basismaterial zentral unter die Lichtquelle legen und die Lampe erst einschalten, wenn das Layout nicht mehr berührt wird.
Nach der Belichtung muß das Öl mit Geschirrspülmittel gründlich abgewaschen werde.Handwarmes Wasser ist gut.
(Lichverhältnisse beachten)
Jetzt erfolg die Entwicklung.
Achtung,für die folgenden Schritte immer Schutzbrille und Handschuhe tragen!!! Die Gesundheit ist wertvoller als eine Leiterplatte!
Ich verwende dazu Ätznatron,(Conrad oder Isel) 20Gramm pro Liter. Der Ansatz erfolgt in einem 5 Liter Kanister,(z.B. ein Kanister von destilliertem Wasser) mit kaltem Leitungswasser auffüllen..
Immer das Granulat in das Wasser streuen(Trichter), und zwar in kleinen Mengen nacheinander auflösen.Granulatbehälter immer verschlossen halten, Ätznatron ist stark hygroskopisch und klumpt dann durch Wasseraufnahme aus der Luft zusammen.
Niemals Wasser auf das Granulat gießen.(Starke Erwärmung)
Ich nehme aus diesem Voratsbehälter immer nur soviel Lösung, wie unbedingt nötig.
Zum entwickeln benutze ich eine Schale mit planem Boden,
die etwas größer ist, als Euroformat.
Es genügt eine Menge Entwickler von dem Volumen einer Filmdose, oder weniger.Die Lösung ist nach dem Entwickeln
verbraucht und sollte in einem 10Liter Kanister gesammelt werden.Für jede neu Leiterplatte immer frische Lösung benutzen, das ist billiger als Ausschuß.
Nach dem Entwickeln gut mit handwarmem Wasser spülen.
Achtung, die Fotoschicht immer vor Kratzern schützen.
Tempotücher verwenden.
Jetzt kommen wir zum Ätzen.
Ich verwende kein Eisen III Chlorid und kein Natrium- oder Ammoniumpersulfat, da beide Ätzmittel sehr langsam sind und erhitzt werden müssen.
Hier die Anleitung zur Herstellung eines Hochgeschwindigkeitsätzmittels.
Man kaufe 1Liter Salzsäure, 28-30%, und 1Liter Wasserstoffperoxid,28-30%.Gibts in der Apotheke, billiger im Chemiehandel.
Dieses Ätzmittel ist in jedem Falle kostengünstiger als die oben genannten, und muß nicht erwärmt werden.
Der Ansatz erfolgt wieder in 5Liter Kanistern.(Achtung Beschriftung nicht vergessen!)
Das Mischungsverhältnis ist 1:1:2.
1Liter Salzsäure in einen Kanister füllen 1Liter Wasserstoffperoxid in den anderen. Jetzt die jeweils zugehörige Flasche mit kaltem Leitungswasser auffüllen und in den jeweiligen Kanister geben.Kanister verschließen, und kurz schütteln.
Jetzt verfügen wir für etwa 18,-€ über 4Liter Ätzmittel.
Reicht für sehr viele Eurokarten.
diese beiden Lösungen werden zum Ätzen jetzt 1:1 zusammen gemischt.
Achtung, die beiden Lösungen niemals zusammengemischt lagern, da sie sonst in wenigen Tagen unbrauchbar werden.
Der Behälter des Wasserstoffperoxid soll fest verschlossen bleiben.Er bläht sich etwas auf, kann allerdings nicht platzen, das ist normal.

Zum Ätzen einer Eurokarte mit etwa 50% Kupferfläche genügt eine halbe bis eine Filmdose pro Lösung.(kleine flache Schale mit planem Boden verwenden).Für jede LP immer frische Ätzlösung verwenden.

Das Ätzen sollte nach Möglichkeit im Freien erfolgen, da sich Chlorgas bildet.Achtung, nicht einatmen!!!.Oder zu mindest gut belüften.
Man beachte, daß die Dämpfe des Ätzmittels auf Dauer verschiedene metallische Gegenstände im Raum angreifen können.
Während des Ätzens sollte ein Behälter mit Spülwasser bereit stehen.
Das Kupfer verschwindet in der Endphase sehr schnell.
Ist die Leiterplatte frei, muß sofort gespült werden, um Unterätzung so klein wie möglich zu halten.
Nach dem Spülen Platine trocknen.
Das verbrauchte Ätzmittel wird jetzt in den Sammelbehälter, zu dem Entwickler gegeben.
Wenn er voll ist, bei der Sondermüllentsorgung abgeben.

Die Photobeschichtung kann jetzt mit Aceton entfernt werden.
Die Leiterplatte sollte jetzt mit einem z.B. Edelstahlputzmittel kurz poliert werden, um optimale
Lötfähigkeit zu gewährleisten.(Bei SMD-Schaltungen besonders wichtig. Danach wieder mit spülmittel abwaschen.
Wird das Kupfer der Leiterplatte damit auf Hochglanz poliert,
kann man sie sehr lange lagern, ohne daß das Kupfer oxidiert.
Zuletzt erfolgt das Bohren und Zuschneiden.
Bohren mit Vollhartmetallbohrern, gibts bei ebay günstig.
Eine Leiterplatte mit Groundplane erstelle ich folgendermaßen:
Ich benutze dazu eine zweiseitig kaschierte, fotobeschichtete Leiterplatte.
Die eine Seite wird, wie beschrieben, hergestellt, während
bei der ganzen Prozedur die andere Seite abgeklebt bleibt.
Nachdem alles fertig ist, werden beide Kupferseiten freigelegt.
Jetzt bohrt man die Leiterplatte wie gewohnt.
Die Bohrungen sind jetzt auch passgenau auf der kupferkaschierten Gegenseite vorhanden.
Mit einem 2,5mm Vollhartmetallbohrer senkt man jetzt die
Bohrlöcher an,aber nur so tief, daß das Kupfer um das Bohrloch herum gerade eben weggefräst ist.
Leiterplatte dabei gut festhalten und sauber führen.
Ich verwende eine Kleinbohrmaschine von Isel, mit einer Proxonspindel und Tiefenanschlag.
Den Zuschnitt mache ich mit einer Schlosserschlagschere, die ich bei ebay günstig erworben.(Messer neu geschliffen)
Danach mit Korundschleifpapier die Kanten glätten.(gibts beim Glaser)
Um später Bauteile auf der Platine wechseln zu können,
löse ich aus IC-Sockeln einzelne Kontakte aus und löte
sie an bestimmten Stellen ein. Beim Bestücken ist zu beachten, daß die Bauteilanschlüsse die Kupferfläche nicht berühren.(auf sauberes Senken achten)
Die Grounplane wird mit dem Masserahmen, der auf der Lötseite das Leiterbild umrahmen sollte, nur an einem Punkt
verbunden, und zwar an dem Punkt, der dem Versorgungsspannungsnullpunkt möglichst nahe liegt.
Achtung "Kaltmacher" nicht vergessen, 0,1-0,22uF SMD Kondensatoren.Diese sind mit kürzesten Leiterbahnen, direkt an ICs zu plazieren.
Die "heiße Leitung", welche auf den Integrator zurückgeführt wird, sollte zwischen zwei Masseflächen eingebettet sein.
Die beschriebene Verfahrensweise garantiert gute Erfolge.
Ich habe im Vergangenen Jahr nur eine Leiterplatte in den Sand gesetzt, und das auch nur wegen Hektik.(um das Wort mal wieder zu gebrauchen).

Wenn noch Fragen sind, ansonsten guten Appetit beim Mittagessen.

@Ampericher

Deine Methode zur schnellen Herstellung von Versuchsplatinen ist wirklich hervorragend! Vielleicht solltest Du in Abstimmung mit der Redaktion diesen Beitrag nochmal an exponierterer Stelle dauerhaft im Forum plazieren, damit mehr User deine Erfahrungen nutzen können.

Wie Du selbst sagst, bist Du mit dem Klang deiner SODFA-Versuchsschaltung nicht ganz zufrieden, bzw. ziehst aus "Geschmacksgründen" den Klang deiner Analogendstufe vor.
Versuch doch mal, die Ausgangsdrossel durch eine Luftspule zu ersetzen, vielleicht wird der Klang dann angenehmer. Zumindest habe ich bei meinem ersten Versuchsaufbau vor sechs Jahren die Erfahrung gemacht, dass selbst Drosseln mit hochwertigen Ferritkernen den Klang deutlich verschlechtern.

@hreith

Zumindest hat die viel zu hektische Auseinandersetzung mit "Hektiker" dazu geführt, dass ich Dir uneingeschränkt Recht geben muß:

Die Unabhängigkeit der Spannungsverstärkung von der Betriebsspannung und damit einhergehend der niedrige Ausgangswiderstand in NF-Bereich ist allein durch den Integrator gegeben!

Dass der vom Ausgang mitgekoppelte Komparator allein den Vorteil hat, dass auch die Frequenz des Modulators unabhängig von der Betriebsspannung bleibt, ist aber zur Beschreibung der Schaltung meiner Meinung nach nicht ausreichend.

Es bleibt nämlich die Frage, warum ein SODFA auf die Totzeit der Leistungsschaltstufe offenbar weniger empfindlich reagiert, als ein freischwingender PWM-Modulator mit nicht vom Ausgang mitgekoppeltem Komparator ( IRF-Applikation ). Genau hier ist die Erklärung für den guten Klang zu suchen. Ich werde die Zeit, in der ich auf meine Platinen warte mal nutzen, um das theoretisch aufzudröseln. Ich hoffe, dass Du wieder mitmachst, nachdem ich den beschriebenen Irrtum eingestanden habe.

@Beobachter
Bei Messungen an meiner Schaltung ist mir aufgefallen,
daß selbst bei sehr starker Signaldehnung keine Totzeit in den Flanken des Ausgangsrechtecksignals zu erkennen ist.Obwohl diese durch eingebaute Schaltung beim IR2110
vorhanden ist.
Ich habe keine Erklärung dafür.

hier Impulslänge ca. 800nS bei 250kHz, dehnt man weiter, auf 100nS, ist ebenfalls nichts zu erkennen.

Na sowas?!

@Ampericher

Die eingebaute Totzeit im IR2110 ist sehr kurz und damit kaum sichtbar. Erst bei High-Power Anwendungen kann es notwendig werden, die Totzeit zusätzlich zu vergrößern.

Mir geht es hier um den grundsätzlichen Unterschied zwischen einem selbstschwingenden PWM-Modulator mit ( SODFA ) und ohne vom Ausgang mitgekoppeltem Komparator ( IRF-Applikation ). Bei IR ist zu lesen, dass der Klirrfaktor stark ansteigt, wenn die Totzeit nur leicht vergrößert wird. Bei einem SODFA ist das nicht der Fall. Die Frage ist, warum?

Hast Du das Experiment mit der Luftdrossel mal ausprobiert? Es würde mich interessieren, ob auch bei deinem Versuchsaufbau ein Klangunterschied feststellbar ist.

@ Beobachter
Bei meinem ersten Aufbau,der eine freischwingende Schaltung
war, habe ich bei großer Auflösung jeweils in der Nähe des Nullduchganges eine helle Stelle in Anstiegs und Abfallflanke sehen können.
Bei meiner neuen Schaltung, mit Komparatormittkopplung ist nichts mehr zu erkennen.
Vermutlich ist hier die Flankensteilheit höher, und deshalb nichts mehr zu sehen.Meine Meßmöglichkeiten sind ja auch begrenzt.
Interessant wäre zu wissen, von welcher Größe der Totzeit an der Klirrfaktor beim SODFA steigt.

Den Versuch mit der Luftspule habe ich noch nicht gemacht.
Zum Wochenende bekomme ich Keramikrohr mit etwa 20mm Durchmesser, so wie 1,5mm HF-Litze.
Ich werde dann eine, einlagige, glasierte Luftspule fertigen.
Da die Luftspule größere Abmessungen hat, muß ich auch die
Leiterplatte anpassen.

@Ampericher
bzgl totzeit: (soweit mir das ganze klar ist): mit ner drossel im ausgang kannste keine totzeit sehen, da beim abschalten eines fet die gegen-emk der drossel sofort zur anderen betriebs-spg umschaltet; die totzeit kannste nur ohne drossel und mit einer kleinen ohmschen last nach masse sehen. right?

Danke für den Tip.

Hallo zusammen!

Um letzte Zweifel an der Genialität dieser Schaltung zu zerstreuen, würde ich den fertigen Aufbau mit "ANIMALS" von Pink Floyd testen...

Das wird bestimmt ein "TIERISCHES" Klangerlebnis.

@Beobachter
Hi, es gibt neue Erkenntnisse bei mir. Ich konnte bisher das, von Dir beschriebene Klangerlebnis mit dem SODFA nicht nachvollziehen.
Der Grund hierfür war ein Fehler in der Vorstufe auf meiner Leiterplatte, der eine starke Frequenzgangänderung im tiefen Frequenzbereich bewirkte.(manchmal hat man eben ein Brett vorm Kopf)

Nachdem ich dieses Problem erkannt und beseitigt hatte, hat meine Schaltung
eine, bis dahin nie gehörte Klangfülle von sich gegeben.
Wer das erlebt hat, denkt über analoge Verstärker und andere Schaltungsvarianten nicht mehr nach.
Weiterhin habe ich die Spannungsversorgung der Eingangsstufen auf +/- 12Volt erhöht, um größeren Abstand zum Nutzsignal zu haben.
Die Basswiedergabe, von mir bis 200Hz getestet, bietet eine ungeahnte Auflösung und Transparenz der Niedrigfrequenz erzeugenden Instrumente.
(Hörversuche mit Musikstücken von Stanley Clarke, auf Original-CDs).
Auch das, von mir bis dahin vermisste, weiche Klangbild
ist jetzt überhaupt, und deutlich besser als vorher mit der Analogendstufe, vorhanden.
Als analog Referenzendstufe habe ich ein Modell von Thel-Audio, und einen Aktivsubwoofer mit Digitalendstufe, von Elac "203 ESP" im Vergleich.
Ich verwende eine 100 Liter TestBox, aus 38mm MDF mit Eminence-Lautsprecher "Kappa 15 LF" (weiche Membranaufhängung) und Peerless Passivmembrane auf der Gegenseite Membrangewicht auf 600 Gramm erhöht.
Gehäuseinnenflächen mit Bitumenmatten ausgekleidet.
Vorstufe mit Frequenzgangkorrektur, 18Hz/30dB Subsonic und regelbares Tiefpassfilter 40-200Hz/24dB

Um direkten Vergleich zu haben, schalte ich die Endstufenausgänge mit einem Relais um.
Von 6 Testpersonen haben 5 den Klang des SODFA eindeutig bevorzugt.
Die sechste Testperson hörte hier nur einen kleinen Unterschied heraus.

Weiterhin habe ich Tests mit Luftspulen gemacht, ebenfalls wieder mit Relais umgeschaltet.(25uH, HF-Litze auf Keramikrohr gewickelt und mit Kaliwasserglas glasiert.Kaliwasserglas wird u.a. zum Glasieren von Dachpfannen verwendet). Hier
konnten keine Unterschiede zur Ringkernspule erkannt werden.
Jedoch neigt die Schaltung zum Schwingen, wenn man mit der Hand in die Nähe der Luftspule kommt.
Hier sind also nicht unerhebliche Abschirmaufwendungen erforderlich, abgesehen von den unpraktischen Abmessungen und Störstrahlungen.

Also Ringkernspule.
Eine große Auswahl von Ringkernen, bis in den hohen Megaherzbereich, bekommt man von "amidon.de".
Zu beachten ist, daß verschiedene Kernmaterialien bei höherer Temperatur Ihre magnetischen Eigenschaften stark
verändern.
Es ist deshalb ratsam, bei Verwendung einer Ringkerndrossel, diese mit Silicon-Isolierscheiben auf den Kühlkörper der Mosfets mit aufzuschrauben.
Hergestellt aus Siliconfolie (Conrad), zwischen zwei Münzen gepresst und mit einer Rasierklinge rund geschnitten.
Wickelanfang und Wickelende sollten weit genug auseinander liegen, um Kapazitäten dazwischen zu vermeiden.(Im Leiterbild eine Massebahn dazwischen legen).

Damit ist,zu mindest für mich, bewiesen, daß ein SODFA,selbst mit einfachen Bauteilen aufgebaut,eine nie gekannte Klangfülle bietet.

MfG, Udo

@Ampericher

Du beschreibst die klanglichen Vorteile eines SODFA nur an einem Subwoofer, bzw. bis etwa 200Hz. In diesem Frequenzbereich dürfte tatsächlich kein Unterschied zwischen der Ringkerndrossel und der Luftspule hörbar sein. Diese machen sich erst im Mittel-Hochtonbereich immer deutlicher bemerkbar. Vielleicht solltest Du das mal testen, bevor Du die Luftspule aufgibst. Wie man diese dann wirkungsvoll abschirmt, kann man sich danach überlegen.

Vielleicht nicht ganz so audiophil im Sinne einiger Hifi-Jünger, aber doch eine ordentliche Leistung im wahrsten Sinne des Wortes:
http://www.diyaudio....id=579696#post579696
und die folgenden postings. Solche Leistungen noch sicher zu beherrschen, ist schon ein starkes Stück!
Gruß, Timo

Ich bin auch ganz begeistert mit welchem Elan die Freaks da zu Werke gehen.
Gibts schon was Neues auf der audiophilen Schiene?

@Beobachter

Hi, darf man fragen, wie weit Deine Leiterplatte gediehen ist?

Die Leiterplatten bekomme ich noch diese Woche. Die Basisplatine ist genau 160x100mm, Bauhöhe 30mm. Darauf befindet sich ein primär getaktetes 250W-Schaltnetzteil mit Vorsteuerung zur Netzbrumm-Unterdrückung, zwei SODFA-Vollbrücken mit je 100Wsin, Einschaltverzögerung über Relais, Stereo-Vorverstärker mit Lautstärkesteller ( erst einmal ein einfaches Poti ). SNT-Ansteuerung, SODFA-Ansteuerungen, sowie Schutzschaltung befinden sich auf steckbaren Modul-Platinen, um optimal experimentieren zu können.
Wenn mir jemand verrät, wie man Druckdateien hier darstellen kann, könnte ich die Basisplatine mal zeigen.

Zur Schaltung:

Ich bin der Meinung, dass eine Vollbrücken-Schaltung insgesamt einfacher ist. Hauptvorteil ist dabei die wesentlich einfachere Stromversorgung. Für den Leistungsteil habe ich +45V vorgesehen. Zusätzlich liefert das Schaltnetzteil stabilisierte +-12V, sowie +5V. Integrator ist immer noch der AD8065/66. Als Komparator habe ich zum LT1016 gewechselt, da dieser zwei komplementäre Push-Pull-Ausgänge besitzt. Damit der LT1016 ausreichend niederohmig angesteuert wird, habe ich noch einen Impedanzwandler vorgeschaltet. Je ein Ausgang des LT1016 steuert direkt einen LM5104-Halbbrückentreiber. Dieser besitzt den Vorteil, dass er über einen einzigen Eingang gesteuert wird und die Totzeit über einen Widerstand programmiert werden kann.

@Ampericher

Hast Du inzwischen schon Hörversuche im Mittel-Hochtonbereich gemacht?

@Beobachter

Ich habe mich leider einige Zeit im Krankenhaus aufhalten
müssen, deswegen bin ich noch nicht weiter gekommen.

Sinnvoll wäre, den Hörversuch dann auch mit einer Stereo Endstufe durchzuführen.

Mich interessiert die Schaltung Deines Netzteils.

Eine Möglichkeit den Schaltplan,oder Abbildungen einzustellen, wäre über eine Scannerdatei.

@Beobachter

Vieleicht kannst Du vorab schon mal Bezugsquellen für
die, von Dir aufgeführten ICs angeben?

Die Möglichkeit mit der Scannerdatei habe ich vermutet, habe aber keinen Scanner ( hab bisher noch keinen benötigt ). Es ist aber auch idiotisch, Druckdateien erst auszudrucken, dann wieder einzuscannen und dann erst weiterzuverarbeiten. Kennt jemand eine Möglichkeit, die Druckdatei direkt zu verarbeiten?

Schaltplan vom SNT ist kein Problem, wenn obiges Problem gelöst ist.

LT1016: Bürklin
AD8065/66: Spoerle
LM5104: FUTURE Electronics Deutschland GmbH

@Beobachter

Hatte gemeint, mit Scanner Bilddatei erzeugen und dann über "imageshack" einstellen.

Weiter oben, unter Beitrag #136 beschrieben.
Da kein Scanner vorhanden, entfällt das aber.

Statt Scanner: Digitalkamera in Telestellung. Bild z.B. mit IrfanView umwandeln in SW-GIF und ab die Post...
das hab ich auch schon so gemacht mit älteren Dokumenten.
Gruß, Timo

Oder in eine PDF Datei verpacken.
Gibts auch als Freeware.Ob "Irfan" das kann weiß ich im Moment nicht.

Hallo Timo,

Zur Zeit hab ich auch keine Digitalkamera. Gibt es nicht eine einfache Software, mit der man Druckdateien direkt in Bild-Dateien konvertieren kann?

@Beobachter

sieh mal unter www.pdf-convert.com/download.htm

Meines Wissens nur, wenn das Druckdateiformat Postscript ist. Dann Weiter"bearbeitung" mit ghostview. Die andere Variante würde ja auf einen inversen Druckertreiber hinauslaufen, gibt es denn sowas?

Versucht es doch mal mit diesem Tool.
http://www.rumborak.de/produktives/ghostscript/win98/pdf.html

Vielen Dank für die gut gemeinten Vorschläge. Bevor ich mich jedoch mit diesem ganzen "Software-Quatsch" beschäftige, kauf ich mir lieber einen Scanner und eine Kamera! Kostet ja nicht die Welt und schont wahrscheinlich die Nerven.

Also dann auf eine bebilderte Zukunft.

Musst ja nicht gleich eine(n) kaufen, vielleicht hat auch der Sohn/Nachbar/Kollege eine(n) zur Leihe?
Gruß, Timo

In Toowoomba glühen die Drähte leise vor sich hin, es sei denn, "hypnopeters" Hütte ist inzwischen abgefackelt, was allerdings sein längeres Schweigen erklären würde.

Offenbar hat er mehr Freude an Power-Illumination, als an guten Verstärkerdaten.

Aber Spaß bei Seite, ich vermute, er hat Probleme mit dem Pegelanstieg über 10kHz, (ein bekanntes Phänomen) und will deshalb seine Schaltung nicht einstellen.

Pegelanstieg über 10kHz, war da nicht was?
Achja, post filter feedback, wenn ich nicht irre...
Gruß, Timo

Timo, ich gebe Dir uneingeschränkt recht, aber wo kommt es her?

Ich habe im Moment eine Experimentierschaltung auf dem Tisch, um zu lernen, wie dieser Effekt entsteht.

Ich suche z.Z. dieses Problem im Integrator.
Einige Erkenntnisse meinerseits weisen darauf hin, daß es da entsteht.

Mein Aufbau: ich steuere einen Integrator, etwas anderer Bauart als gewohnt, mit einem Präzisionsrechteck an. Bereits da ist dieser Effekt zu beobachten.

Deine Schaltung kompensiert es, ich will aber wissen,
wo ist der Ursprung dieses Effekts.

@ alle
Vieleicht findet jemand heraus, wie man Eagle-Dateien hier einstellen kann. Damit wäre die Möglichkeit gegeben,
Schaltpläne und Layouts in Originalfassung zu nutzen, da ja Eagle kostenlos ist.
Jeder könnte Eagle downloaden, und diese Dateien bei sich einbinden und hätte dann das verwendungsfähige Original Layout oder Schaltplan zur Weiterverwendung,
gemäß meiner Herstellungsbeschreibung für Leiterplatten.

(Für Neulinge: Weiter oben beschrieben).

Genaue Informationen zum Einstellen bekommst Du bei den Moderatoren, insbesondere bei Zucker. Ich "suche" mir Webspace (soll heißen, ich habe ihn schon), packe da meine Dateien rauf und integriere den link mittels der URL-Knöppe in das posting. Einige nutzen aber nicht Eagle, so daß die Dateien als GIFs auch ganz hilfreich wären, sonst bleibe ich "blind".
Zum peaking müßte ich mich nochmal belesen, wenn das Folgende nicht reicht. Ein Effekt ist wohl die imperfekte Anpassung der komplexen Lastimpedanz (Chassis oder gar weichenbehafteter LS) an das Ausgangsfilter. Deshalb ändert sich die Überhöhung auch mit der angeschlossenen Impedanz. Ganu dies kann das feedback zum großen Teil kompensieren.
Dieses Dokument ist leider mit meinem Reader nicht vernünftig lesbar, aber da steht es so drin:
http://www.hypex.nl/classd/classd.pdf
Ich hab die alte, für mich lesbare, Version vorübergehend hierhin kopiert: http://www.ibtk.de/project/class_d/documents/Hypex_classd.PDF
Gruß, Timo

Danke Timo, ich hänge im Moment zwischen zwei Wäscheleinen.
Wir wissen vom Herrn Beobachter, daß genau die Ausführung der Hypex Version extrem fehlerbehaftet sein soll (Signalabnahme hinter dem LC-Pass), weil die Signalrückführung, und die damit zu bewirkende Korrektur, zu spät kommt, um noch den Stromfluß durch den Lastwiderstand korrigieren zu können.

Mein Exp.Aufbau unterscheidet sich von allem, was hier in diesem Thead zu Sprache gekommen ist.

Mein Überlegungsansatz basiert auf folgender Denkensweise:
Eine Präzisionsdreieckspannung,erzeugt mit einer Präzisionsschaltung, die mit einer Wechselspannung beaufschlagt, sprich moduliert wird,
sollte zwangsläufig absolut linear, eine Pulsweitenauslenkung erfahren.Soweit meine Theorie.

Wenn nun diese Pulsweitenauslenkung mit zunehmender Frequenz ansteigt, obwohl die Ansteueramplitude gleichbleibt, habe ich ein Problem.
Dieses Problem ist nicht schaltungsspezifisch bedingt.
Es ist wiederkehrend, bei allen, mir bekannten Integratorschaltungen.
Meine Frage, liegt das Problem möglicherweise bei der Geschwindigkeit des Integrator-OP? Und wenn ja, warum?

@ alle

Entschuldigung, vieleicht gehöre ich wirklich aufs Abstellgleis, ich bin immerhin 60 Jahre alt,aber

meine Vorstellung geht dahin, einen PWM zu bauen, der keiner Rückkopplungsnachbesserung bedarf.
Jedoch ist dafür Voraussetzung, daß die Stromversorgung
stabil, und mit einer Hochgeschwindigkeitsnachregelung
ausgestattet ist.
Damit ist gewährleistet, daß die Audioamplitude konstant bleibt.
Alle Regelkreise, und somit alle Fehlerpole entfallen.
Durch entsprechende Präzision eines solchen Schaltungsaufbaus sind Fehler, bis zum Lastwiderstand,
meiner Meinung nach auf ein nie erreichtes Minnimum zu reduzieren.
Bitte korregiert mich.

Ich kann mir Deinen Aufbau noch nicht so recht vergegenwärtigen. Ich vermute, "Pulsweitenauslenkung" bedeutet einfach Modulation(-sgrad).
Wenn man nur ein Schaltbild oder Blockschaltbild hätte, vielleicht sogar mit Blei auf Papier gekritzelt und abfotografiert.

Eine Möglichkeit der Modulation der Festfrequenz-PWM wurde von Karsten Nielsen beschrieben und dort PEDEC genannt. Meinst Du so etwas?

(Besserwiss ein) Die Dreiecksgeschichte ist im Ganzen nur soweit linear, wie man deren Toleranzen toleriert. Eine Korrektur der Abweichungen führt zwangsläufig zur Verbesserung der Linearität über Alles, sofern richtig konzipiert und ausgeführt. (Besserwiss aus)

Nochmal grundsätzlich zum post filter feedback:
1. Das ist ein Regelkreis.
2. Ein Regelkreis hat die Aufgabe, eine (grundsätzlich unvermeidliche) Regelabweichung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes zu halten. Dieses Toleranzband entspricht in unserem Fall, grob gesagt, den zulässigen Verzerrungen.
3. Ja, es tritt im Regelkreis eine Phasendrehung auf, die jedoch erst in der Nähe der Grenzfrequenz signifikant wird.
4. Bei der Grenzfrequenz (außerhalb des Hörbereichs) hat jegliche Phasendrehung _keinen_ hörbaren Einfluß, sofern sie die Reglerstabilität nicht beeinträchtigt.
5. Treffen Punkt 1 bis Punkt 4 zu, verhilft gerade das post filter feedback zu einer _Verbesserung_ der Signaltreue (=kleinere Abweichung der normierten Ausgangsspannung [Stellgröße] zur Eingangsspannung [Führungsgröße] eben durch Ausregelung!

Ich bin zwar kein Regelungstechniker, aber ich glaube fest an diese Statements, zumal sie zwingend zum Funktionieren meiner Heizungsregelung beitragen.

Natürlich kann es Dreckeffekte geben, z.B. die Erhöhung der Anfälligkeit gegen TIM eben durch die begrenzte Ausregelgeschwindigkeit, das ist aber im Wesentlichen eine Frage der Auslegung und evtl. der verfügbaren Technologie (Schaltzeiten etc.).

Gruß, Timo

Hi, ich habe zunächst nicht in Erwägung gezogen, eine Luftspule zu verwenden.
Solche Versuche kann man später immer noch machen.
Bitte nochmal meinen Beitrag lesen und überlegen.

Unsere postings haben sich überschnitten.
Die ungeregelte Variante wird an vielen Stellen versucht und weiterentwickelt (wie die geregelte auch). Beispiel sind die vollständig digitalen Amps (Power DAC?). Die haben aber genauso mit Abweichungen zu kämpfen, wie alle anderen...

Welchen prinzipiellen Unterschied gibt es denn, wenn man die Regelung nur in die Stromversorgung verlagert? Was mir sofort einfällt: die Möglichkeiten der Regelung werden nicht ausgenutzt, weil nicht nach der Audio-Ausgangsgröße geregelt wird, sondern nach irgendetwas innerhalb der Strecke. Also: etwa gleicher oder mehr Aufwand, aber weniger Nutzen.

Guck mal hier, wie wenig Schaltungsaufwand das post filter feedback machen kann:
http://www.ibtk.de/p...02_simuschematic.gif
Und was dabei rauskommt:
http://www.ibtk.de/p...tor_002_simudata.gif

Bis zu Dir habe ich ja noch knappe 16 Lenze, Hut ab, daß Du Dich noch an so etwas wagst!

Gruß, Timo

Wer spricht denn jetzt von Luftspule?
Welchen Beitrag meinst Du, die drei letzten habe ich...

Lassen wir die Luftspule mal weg, eine Eingabe des Herrn Beobachter. Später durchaus interessant.
Ich will jetzt wissen, warum tritt der, von mir beschriebene Effekt auf.
Bis zur Klärung dieses Problems bin ich zu anderen Diskussionsthemen nicht bereit.

Bitte meine Beiträge genau lesen, ich meine "ZUHÖREN",
und darauf eingehen.

Für eine Schaltung, die nicht nachregelt, ist eine stabile Versorgungsspannung Voraussetzung.
Fundament für meine Theorie!!!

Der Herr Beobachter, so glaube ich, wird uns eine getaktete Netzteilversion präsentieren.
Ich habe großes Vertrauen in seine Schaltungstechnik.
Also dürfte das kein Problem sein.

@ alle

folgender Ringkern scheint interessant zu sein:

Amidon: T106-2 (Reichelt.de)

Hallo, TIKI, ich habe inzwischen Deine Internetpräsenz eingesehen. Vorher nicht gekannt.
Ich bin beeindruckt.

Bitte, lass uns weiterhin unser Wissen austauschen, ohne Agression.

Möglicherweise wird in diesem Thread etwas entwickelt, was selbst die Großindustrie nicht schafft???