Усилитель класса D

isx · Сообщение **isx** » Вс сен 23, 2012 23:59:23

Вот назрел вопрос. На частотах в 400КГц, которые мы рассматриваем от ШИМ-а, входящий звуковой сигнал всегда будет в виде синусоиды или же может резко изменять крутизну? (имею ввиду, когды рассматриваем входящий сигнал разбитым на 400КГц).
Пояснение на картинке (масштаб ШИМ и звуковой волны 1:1)
Какой формы будет РЕАЛЬНО звуковой сигнал при таком масштабе?

Реклама

isx · Сообщение **isx** » Пн сен 24, 2012 00:32:50

И вот ещё вопросы накопились...

Зачем делать модуляцию в 400КГц? Ведь тот же МР3 формирует запись в 44.1КГц, а от остальных 55.9 мы толку не услышим. Это актуально, если только усиливать звук напрямую от микрофона, ито на слух мы вряд ли что-то различим...
Так и не смог понять, чем СИГМА-ДЕЛЬТА модуляция лучше обычного интегрирования ШИМ-овского треугольника, которое мы выше рассматривали?
Пытался найти реальные осциллограммы модулированных сигналов этими способами, дабы наглядно сравнить, но ничего не нашёл. Если таковые имеются, поделитесь пожалуйста...\
И почему кондёры в этом узле моста кинуты именно на Vss, а не на Vdd ? Или это значения не имеет? Тогда почему бы не кинуть один туда, а другой суда?

Реклама

hybroid

isx писал(а):На частотах в 400КГц, которые мы рассматриваем от ШИМ-а, входящий звуковой сигнал всегда будет в виде синусоиды или же может резко изменять крутизну?

Входящий звуковой сигнал будет тем, каким его подадут на вход. Речь видимо о выходящем сигнале.
Компаратором этот ваш звуковой сигнал на частоте 400КГц нарежет на такие мелкие ошмётки, что никаких перепадов вы не увидите.
А красным у вас там не ШИМ, а меандр нарисован. Скважность у него 2, а должна бы ширина импульса меняться..

isx · Сообщение **isx** » Пн сен 24, 2012 13:01:41

дА МЕАНДР

Накосячил малость

Вот мысль появилась, не в тему немного, но от неё возникла...
А что если кодировать сигнал звуковой по такому методу:
Если вы говорите, что сигнал будет нарезан на мельчайшие кусочки, так что перепадов не видно, то можно так.
Отслеживаем направление сигнала (возрастает он или убывает) и фиксируем (к примеру сейчас сигнал нарастает и мы записываем, что он нарастает) Всё, больше ничего не записываем до того момента пока сигнал не станет постоянным (гребень синуса) и ведём отчёт до того момента, пока сигнал не пойдёт на убыль. Записываем этот момент. Получается у нас 4 "пакета" данных:
1-й - когда сигнал начал нарастать.
2-й - когда сигнал начал повторятся (начало гребня).
3-й - время неизменности сигнала (длина гребня) или же можно вычислить его по моменту, когда сигнал пойдёт на спад.
4-й - момент уменьшения сигнала.
Далее по этим данным (формулу не знаю, но думаю вывести её можно, математика у нас довольно развита

) вычисляем параметр синуса.
Тут по координатам момента возрастания и началу гребня мы уже можем построить пилу, а по длине гребня вычислить плавность спада/возрастания сигнала.
В итоге, у нас пропадает необходимость регистрации сигнала в промежуточных стадиях, а от этого экономим ресурс сохранения информации. И полученый сигнал будет с минимальнейшими искажениями, нежели после сигма-дельты, которую сейчас используют.

Реклама

hybroid

Всё отлично, только слушаем мы не синус.

А так, описанное отдалённо напоминает как раз дельта-сигму, если выкинуть построение пилы, математику и поднять частоту до мегагерц.

Реклама

isx · Сообщение **isx** » Пн сен 24, 2012 13:43:13

А что же мы слушемс?
Построение пилы там условное. Оно производится только в расчётах...

Реклама

hybroid

Мы слушаем в основном дико компрессированные штуки. Предлагаю открыть звуковым редактором и изучить

isx · Сообщение **isx** » Пн сен 24, 2012 13:58:27

Эт я вчера изучал

Вот там как раз сигма-дельта, в виде столбцов, которые после интегрирования и дадут нам синус....

hybroid

Ну блин.. Я про форму сигнала вообще-то. Какая на хрен синусоида в 99% записей?

Открывайте любую запись в каком-то (в чём там на винде открывают? саундфорж вроде был когда-то) редакторе и смотрите на этот ужас.

isx · Сообщение **isx** » Пн сен 24, 2012 18:21:29

Ну если ооочень сильно увеличить, то будет подобие синуса, по крайней мере в промежутках, когда сигнал стабильно возрастает либо убывает...
Может я не правильно выразился, но имел ввиду это

YS · Сообщение YS » Пн сен 24, 2012 20:06:35

А что же мы слушемс?

Псевдослучайную последовательность сэмплов. С т.з. теории это чистая правда.

Зачем делать модуляцию в 400КГц? Ведь тот же МР3 формирует запись в 44.1КГц

Не путайте частоту дискретизации при PCM и частоту ШИМ.

ОК, сейчас я нарисую пару картинок. Может после них полегчает...

B@R5uk

Грубо говоря, частота ШИМ равна частоте сигнала умножить на количество уровней сигнала. Если у нас синус частотой 1 кГц, а частота ШИМ 400 кГц, то этот синус будет кодироваться 400-ами уровнями, что равно Log2(400) ~ 9 бит. А синус с частотой 12,5 кГц будет уже кодироваться 32-мя уровнями, а это всего 5 бит.

YS · Сообщение YS » Пн сен 24, 2012 20:57:56

Грубо говоря, частота ШИМ равна частоте сигнала умножить на количество уровней сигнала.

Ни в коем случае. Количество уровней неограничено, так как аналоговая пила нарастает плавно. Частота ШИМ определяет только дискретизацию по времени. При указанных условиях на один период сигнала будет приходится 400 неквантованных выброк.

Во, вот такая эпичная картинка:

B@R5uk

YS писал(а):Ни в коем случае. Количество уровней неограничено, так как аналоговая пила нарастает плавно.

Мои слова относились, пожалуй, в первую очередь к дельта-сигма-последовательности в том виде, какой она получается после стандартных АЦП.

B@R5uk

Кстати, я тут так задумался. По классическим линейным УМЗЧ (в особенности о классе B) есть классная книжка Данилова А. А. "Прецизионные усилители низкой частоты". Там довольно подробно расписано, собственно, о видах усилителей, об их достоинствах и недостатках, о том, из каких узлов они состоят, как эти узлы влияют на стабильность усилителя и его линейность в целом, как происходит подавление помех в том числе помех по цепи питания.

А есть ли что-нибудь подобное по усилителям класса D? Из чего складывается общая нелинейность усилителя? Как происходит подавление наводок из цепи питания? Как различные виды модуляции и способы генерации влияют на линейность, уровень собственных шумов и так далее? Как в конце концов рассчитать глубину ООС, если в цепи стоит компаратор, работающий совсем в нелинейном режиме?

YS · Сообщение YS » Вт сен 25, 2012 22:30:28

А есть ли что-нибудь подобное по усилителям класса D?

Аппоноуты производителей типа TI.

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1071.pdf
http://www.maximintegrated.com/app-note ... vp/id/3977
http://www.analog.com/library/analogDia ... lass_d.pdf
http://users.ece.gatech.edu/mleach/ece4 ... lassD2.pdf
http://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Avail ... report.pdf

B@R5uk

YS, спасибо. На досуге почитаемс.

YS · Сообщение YS » Ср сен 26, 2012 22:31:51

Это не мне спасибо, это Гуглу и авторам статей. Я их просто нагуглил.

Андрей.

Уважаемы опытные коты, я тут кое-чего наваял. Теперь прошу помощи в оценке целесообразности макетирования на реальных деталях. Без углубления в схемотехнику, это УНЧ Д класса с формированием пилы из выходного импульсного сигнала и охваченный ООС. Предполагаю использовать на 200-2000Вт 10-20000Гц. Суть вопроса: использован "подкрученый" ОУ в качестве компаратора, левел шифтера, драйвера ключей и самих ключей - не слишком ли он получился идеалезирован. И еще интересно взглянуть на привычный график THD = f(P) - в микрокапе ни особо шарю. Да и вообще что в поведении модели не желотельно, помимо завышеной 3-й гармоники?

B@R5uk

А схему в виде gif-картинки можно увидеть?