Class-D 100% Selbstbau

[raphael]

Jein, es gibt auch Chipsätze in die man direkt mit einem S/P-DIF- oder I2S-Signal hineingehen kann. Bei den Modulen, die ich baue, muß man aber analog symmetrisch hinein.
@agossi: Schau Dir mal die PurePath-Chips von TI an. Die akzeptieren i.d.R. I2S, so daß Du noch einen CS8416 oderso davor setzen mußt.
Cirrus hat soetwas auch im Angebot: CS44600/800. Zu Beginn meines Projektes Anfang des Jahres hatte ich ebenfalls eine PurePath-Lösung ins Auge gefaßt. Es zeigte sich jedoch, daß diese nicht so gut geeignet sind, da in Bezug auf Verzerrung, Leistung und Flexibilität nicht das bieten, was "diskrete" Lösungen bieten, bzw. ich haben möchte.
@tiki: Jaja, di/dt und du/dt die unbekannten Kobolde... Für die spätere Ausführung, nach der dann alle 12 Module gemacht werden, ist schon ein doppelseitiges Layout angedacht, bei dem noch ein paar Regeln für das Layouten bestimmter Signale angewendet werden, will sagen, da werde ich nicht einfach eine Massefläche obendrauf pappen, weil das auf der Leistungsseite nicht unbedingt förderlich ist. Ich wollte nur für den ersten Prototypen den Aufwand geringer halten, zumal viele der IR-Referenzdesigns auch nur einseitig sind.
Leider habe ich zuhause nirgendwo einen passenden RKT gefunden, obwohl sich schon einige angesammelt haben . Daher werde ich mal sehen, ob ich bei uns in der Firma was passendes finde.

Raphael

[tiki]

Hallo Raphael,
ich hätte da noch einige RM-Kerne inklusive Spulenkörper, die ich sowieso nicht mehr verbaue. Von der HF-Litze kann ich sicher auch etwas abschnippeln. Die Wickelei erfordert allerdings Spucke...
Guck mal bitte in Deinen Postkasten!
Gruß, Timo

[Mr.E]

Was waren den konkret die Probleme bei digitalem Eingang am Schaltverstärker? Ich hatte mir das bis jetzt so gedacht:

• PC mit Wiedergabe- und Filtersoftware
• irgendwie eine Soundkarte, die pro Chassis ein digitales Signal an einen Schaltverstärker ausgibt
• jedes Chassis direkt an einem Schaltverstärker.
• ein Kopfhörerverstärker

So gäbe es keinen DAC, und die Soundkarte würde keine Störgeräusche vom Mainboard oder so aufnehmen und weitergeben. Mit Onboardsound hab ich früher jede Mausbewegung hören können.

Ich würde dann den PC in ein ansehnliches Alugehäuse bauen und die Soundkarte in zweites, auf dem das PC-Gehäuse steht. Ich bräucht immerhin acht oder 14 (!) Kanäle (zwei Vox 200 plus zwei Vierwegeboxen). Die Schalt-Amps könnte man entweder in weitere Gehäuse bauen oder direkt in die Boxen integrieren.

Eigentlich wollte ich auch noch einen Vorverstärkerausgang, aber da muß ich mir noch mehr Gedanken machen. Außerdem müßte man auch noch jeden Schalt-Amp ungefiltert ansteuern können, falls man mal Boxen mit Passivweichen betreiben will.

Noch eine offene Frage: Primär oder sekundär getaktet? Ich würde im Moment ersteres nehmen, weil dann der Trafo viel kleiner wird und man im Heimbereich zumindest beim Tieftöner auch mal 300W brauchen kann. Insgesamt würde ich mir da ca. 1kW hinstellen (für die Vierwegeboxen). Man muß halt aufpassen, daß man die Schaltverstärker nicht überdimensioniert, sonst geht bei Teillast der Wirkungsgrad in den Keller.

[albondiga]

Was waren den konkret die Probleme bei digitalem Eingang am Schaltverstärker?
irgendwie eine Soundkarte, die pro Chassis ein digitales Signal an einen Schaltverstärker ausgibt

Ich glaube, du hast da was verwechselt. Ein Schaltverstärker verstärkt ein analoges Signal, kein digitales. Nur macht er das nicht, indem er den Spannungswert des Eingangs zu jedem Zeitpunkt mit einen festgelegten Faktor multipliziert, sondern er wandelt das analoge signal in ein pulsweitenmoduliertes Signal um. Dieses kann er dann durch Schalten verstärken, nach einem Tiefpass ergibt sich dann das verstärkte Analogsignal.

Nach deiner Logik müsste die Soundkarte ja schon das PWM-Signal ausgeben. Die Modulationsfrequenzen liegen aber m.E. weit über dem, was ein Soundkarte zu leisten in der Lage ist.

[Mr.E]

Ich dachte es gäbe da zwei Möglichkeiten: Entweder man geht mit einem analogen Musiksignal in den Schaltverstärker und nimmt es als Referenzspannung für die PWM (das wäre wohl die von albondiga beschriebene Variante), oder man nimmt das digitale Signal, direkt oder nicht, für die PWM. Wie genau, weiß ich zugegebenermaßen jetzt nicht, aber irgendwie muß sich doch da was drehen lassen, so à la Leistungs-DAC.

Welches Wandlerprinzip verwendet man denn normalerweise in einem Schaltverstärker?

[raphael]

Das macht ja im Prinzip die PurePath-Lösung von TI. Das Modulator-IC nimmt einen digitalen Audiodatenstrom, um daraus ein (analoges) PWM-Signal zu machen, daß anschließend an ein H-Brücke aus MOSFETs geschickt wird. Du mußt dafür lediglich vorher noch das S/P-DIF-Signal in ein I2S Signal wandeln, weil es keine Soundkarten gibt, die I2S ausgeben (jedenfalls nicht, ohne auf der Soundkarte direkt etwas zu löten ).

Raphael

[Nightingale]

Schau mal bei hifi-akademie rein. Ich denke ich habe dort gelesen, dass man ihren Class-D Amp auch direkt digital füttern kann.

[raphael]

Soweit ich weiss, wird das dort aber über DAC gelöst und der Verstärker weiterhin eigentlich mit einem analogen Signal gefüttert wird.

Raphael

[GabbaGandalf]

Zur Lektüre über unterschiedliche Class-D Konzepte und deren Eigenschaften sei folgender Link empfohlen: http://hifiakademie.de/?id=1.8.7&si=...YuMTgzLjE0MHwg

[raphael]

So, in der letzten Zeit ging es aus beruflich/zeitlichen Gründen nicht so recht weiter mit dem Projekt. Heute hatte ich aber endlich mal wieder einen noch nicht verplanten Sonntag und somit Zeit etwas weiter zu machen.
Tja, was soll ich sagen, zunächst sprach lediglich die Strombegrenzung des Netzteils an. Nach ein bischen Fehlersuche war die Ursache gefunden: Zwei falsch herum montierte Dioden und eine Kupferbrücke auf der Platine. Nach Beseitigung selbiger lief der Verstärker auch an, die Schaltfrequenz war meßbar und konnte korrekt eingestellt werden.
Danach kam der Signalgenerator zum Einsatz und siehe da, der Verstärker funktioniert schonmal im Leerlauf. Als nächstes werde ich ihn unter Last setzen, mal sehen, was dann passiert. Bis dahin wird es wohl nicht mehr solange dauern, da der Weihnachtsurlaub ja näher rückt...

Raphael

[tiki]

Gratuliere,
bei mir gings damals auch erst mit dem "Aufdrehen" in die Hose, weil ich großkotzig auf Kühlkörper verzichtete.
Brauchste nun noch Kerne/Spulenkörper/Litze oder was?
Gruß, Timo

[raphael]

Hallo Timo,

nunja, so mutig war ich nicht, habe ein Stück von einem großen L-Profil aus Aluminium abgesägt und an die Transistoren geschraubt.
Wegen der Spulen, es ist sicher sinnvoll, noch andere Spulentypen zu probieren. Im wesentlichen habe ich erstmal nur die Anforderung gehabt, daß die Spule 22uH und maximal 9A besser 13A (dann kann man auch auf 150W Ausgangsleistung gehen) dabei verkraftet.

Raphael

[Mr.E]

Also haut so ein Modul jetzt ca. 100W raus?

[raphael]

Jein. Es kommt darauf an, wie man die Platine bestückt. Im wesentlichen wird die Ausgangsleisung durch drei Widerstände (und natürlich durch die Betriebsspannung) festgelegt.

Raphael

[Laudio]

Echt ein super Projekt. Bin schon auf die ersten Messungen gespannt.

Neben dem Schaltplan fände ich eine Kostenschätzung auch ganz interessant.