Rotels Class-D Amplifier

[tiki]

Jenau,

ein sehr simples Prinzip

die Meßwerte bei Hypexens sprechen allerdings für sich...
Demnext soll die Kiste von John Westlake (JohnW im diyAudioForum) herauskommen. Der Kerl hat ähnlich Dunst wie Putzeys und seinen Amp offenbar sehr sauber und konsequent designt. Man darf gespannt sein.

Ein ordentlicher Klasse D Verstärker ist nicht geldbeutelschonend, weil die Digitaltechnik, die dort werkelt, sehr hohe Frequenzen ("Rechenleistung") benötigt (ist ja meistens Sigma-Delta).

Den ersten Satzteil kann man auf alle Hifi-Komponenten erweitern.
Beim zweiten stimme ich nicht zu. Es gibt da viele, auch verwirklichte, Prinzipe, fast ausschließlich eben nicht digital, sondern druchgängig analog. Nix mit Rechnen, außer beim Entwurf.

Nachtrag:
Der Areadvd-"test" ist schon nett - Null(!) Meßwerte, dafür viele schöne Worte. Zeugt von Durchblick, auch im Falle der Verwendung des Begriffes "digital". Insbesondere dieser Teil hat mir gefallen:

Beschaltete Stromversorgung
Für den rechten und linken Kanal werden unabhängige, hocheffiziente und rauscharme beschaltete Stromversorgungen auf Schwingkreisbasis von Yamaha eingesetzt. Der Sekundär-Gleichrichterschaltkreis enthält zudem einen induktiv gekoppelten Gleichrichter, der die Probleme konventioneller SEPP-Digitalverstärker (Single-Ended Push-Pull) umgeht. Somit wahrt der MX-D1 jederzeit eine perfekte Symmetrie zwischen positivem und negativem Stromversorgungsstrang, ganz gleich, in welcher Richtung der Ausgangsstrom fließt.

[bandini]

Hauptsache,die Spaltmasse stimmen.

[Susie Q]

die Meßwerte bei Hypexens sprechen allerdings für sich...

Echt? Na ja, für meine Begriffe klirrt und spuckt das Zeug HF, dass es keine Freude macht ... (ist halt so ... ich kann in der anderen Himmelsrichtung auch Röhrenamps nichts abgewinnen)

induktiv gekoppelten Gleichrichter

Oha?

Gruß

[tiki]

Hallo,

für meine Begriffe klirrt und spuckt das Zeug HF, dass es keine Freude macht

ein Statement von Putzeys dazu:

THD should be low enough such that it would not produce any sound colouration. My experience with tube amps and low-feedback amps of various sorts was that 0.05%THD in itself does not manifest itself as c louration,as long as it is independent of frequency and as long as 2nd and 3rd harmonics dominate.The spec was pinned at a maximum of 0.03%up to half rated power and loop gain had to be constant across the audio range.

THD: 1W bis 40W <0,02% im gesamten Audiofrequenzbereich. Siehe Datenblatt. Wieviel Klirr braucht der Mensch?

EMC: Die UcD-Ausgangsspannung hab ich mal gemessen. Ich finde den Restripple schön sinusförmig. Gleichzeitig ist die Schaltfrequenz modulationsabhängig, bei Aussteuerung wird also das Spektrum gedehnt und damit die durch höheren Stromfluß steigende Energie "schön verteilt". Spread spectrum nennt man dies wohl in der HF-Technik.
Die auch dort herumlümmelnden RMAA-Messungen sind allerdings nicht repräsentativ, der Aufbau war miserabel.

Nochmal zum Wirkungsgrad: 92% at full power, sagt das DB. In meiner Kiste werden die Trafos am wärmsten.

Was mir an der Kiste nicht gefällt, sind die mechanisch hörbaren Trafos und, naja, die Optik/Haptik.

Keine Angst vor classD! Ist besser, als ihr Ruf, wenn man die "richtigen" Amps erwischt.

Gruß, Timo

[Frank S]

Der Trend geht hin zu Class D - das ist sicher. Wird Standard in Zukunft sein vom Kofferradio bis zum Autoradio, auch im HighEnd Bereich.

Aktuell ist ein Level erreicht, wo die Grenze hörbarer Klangnachteile am verschwinden ist, die Geräte aber noch deutlich schlechter arbeiten als gute Class AB. Ein Ripple im Bereich 500mVss bis 1Vss ist für mich nicht akzeptabel. Die Signal-Rauschabstände sind -auch auf das Audioband bezogen- noch deutlich schlechter. Die Innenwiderstände werden bei gutmütigen Speakern keine Probleme machen - gute AB ziehen aber auch kritische Boxen ohne Probleme. Lebensdauer und Langzeitstabilität sind ein weiterer Nachteil. Während Class D eher kurzschlußfest ist, sind Betriebsausfälle ohne äußeren Grund schon alleine wegen der höhjeren Beanspruchung der Bauteile zu erwarten.

Aber: es entwickelt sind in die richtige Richtung! Mit der Steigerung der Taktraten in den 2_stelligen MHz Bereich lösen sich viele Probleme von alleine. Die Entwicklung entsprechender Bauteile ist in Arbeit; mit diesen sind auch geeignete Layouts möglich.

[Susie Q]

Statement von Putzeys

Nee, nee, bemühe dich mal nicht, nichts zu machen. Zufällig hatte ich (u.a.) das Zeuch schon auf dem Tisch und ganz andere Werte gemessen, als der nette Bruno glauben machen will (wie üblich: es kommt darauf an, wie und was man unter welchen Umständen mit welchem Equipment misst ...!)

Außerdem gefiel mir der Sound nicht, ich mag' keinen Sound.

Mutt' tu abba deswegen nich' traurich sinn, ja?! Iss' halt meine Meinung.

Grüße

PS,

Aktuell ist ein Level erreicht, wo die Grenze hörbarer Klangnachteile am verschwinden ist, die Geräte aber noch deutlich schlechter arbeiten als gute Class AB.

Ja watt nu?

Irgendwie schon, auch noch deutlich schlechter als nur gut ist vorläufig noch das Allerletzte:
a) Massenschrott b) bei richtiger Leistung - also nicht Desktop-Brüllwürfel-IC-Antrieb - sind 1Mhz absolute Schmerzgrenze für Vmos+Layout, rein physikalisch bedingt (es handelt sich hierbei nicht um Mostreiber für Motherboards, wo die Signalform keine Rolle spielt <-- Hauptsache die Bites kommen gegen alle Widerstände durch die Leiterbahnen), und das heißt eben immer noch viel HF am HT, und, in dem Zusammenhang c) Kernmaterialien für den ausgangsseitigen TP bei 20A und 1MHz sind nach wie vor zu verlustbehaftet und nichtlinear usw.

[tiki]

Doch noch kleine Bemühungen

Kann man von Deinen Messungen evtl. auch was sehen? Inklusive der wesentlichen Randbedingungen, wie z.B. Frequenzbereich, Filter, Netzteil...? Holt mich ja vielleicht von meiner UcD-Wolke.
Obwohl - Sound - ganz frisch nach dem Zusammenschustern wollte ich natürlich auch vergleichen. Einfaches Umknüppern meiner alten "suboptimalen" passiven Dreiweger vom Technics-Verstärker zum classD und zurück brachte mir keine Erhellung. Für mich war da kein Unterschied, was mich allerdings erstmal beruhigte. Zugegeben, kein richtiger Doppelblindtest.

Gruß, Timo

[Frank S]

An fundierten Untersuchungen wäre auch ich sehr intertessiert.

Das UcD ist eine Modifikation des selbstschwingenden Dreieck-Rechteck-Wandlers. Vor Ewigkeitengab es im Forum mal eine Diskussion darüber, auch einen Link zu einem anderen Forum. Dort wurde erwähnt, daß eine kleine Firma ein Patent drauf hat.

Über Depatisnet habe ich damals das Patent gezogen und studiert. Diese Version sollte alle Fehler selbsttätig korrigieren und deshalb ebenfalls ohne Gegenkopplung arbeiten. Während die Herleitung nachvollziehbar war, fiel doch schnell auf, daß sie nur für statische Bedingungen gilt. Dynamische Beeinflussungen werden unzureichend ausgeregelt. Hierzu können z.B. zählen:

1. Ripple der betriebsspannungen
2. Spannungsspitzen beim Schalten
3. Rückwirkungen vom Speaker
4. Impedanz des Filters am Ausgang wird nicht ausgeregelt

Das Objekt ist also nicht übel, aber auch nicht perfekt, wie dies Kollegen im anderen Forum darstellten. Während einmalige Störungen in der nächsten Periode kompensiert werden, bleiben periodische Störungen wirksam. Und bei getakteten Anwendungen sind die Störungen periodisch + synchron, so daß sie immer störend wirken. Es ist ja schon lästig, in einem Netzteil im current-mode die Ströme wirklich korrekt zu erfassen.

Kernproblem aktueller Class d ist: die Taktraten sind zu gering, deshalb muß der Ausggangsfilter so ausgelegt werden, daß er im Hörbereich störend wirkt. Eine Ausregelung per gegenkopplung ist im Hochtonbereich nicht möglich, da der Filter zu große Phasenverschiebungen macht und deshalb die Sache zusammen mit den Totzeiten instabil wird.

Als Lösungen sind denkbar:

1. DSP berechnet Störungen des Modells und korrigiert in einer Art Vorwärtssteuerung die Einflüsse. LS müsste vermessen werden, was aber automatisiert realisierbar ist.

2. Taktraten um min. 1 Zehnerpotenz steigern und den quasikontinuierlichen Kreis wie gewohnt straff gegenkoppeln.

[Susie Q]

UcD-Wolke

Hmmm, bedeutet: die per Digikamera geschossenen Bilder vom Spektrumanalyser veröffentlichen ...

Die Skalierung wäre einwandfrei zu sehen! Vermutlich rollt damit aber eine Diskussion an, die auszuweiten, mir der Sinn nun wirklich gar nicht steht.
Es ist einfach so: ich hätte mir des Wirkungsgrades wegen wirklich sehr gern gewünscht, dass diese Analoghäksler an den Boxen neutral wiedergeben (übrigens an 500W prima Schnittbandkernen + Lad + Sieb).

Dem war aber nicht so, im Vergleich zu dem, was ich mir sonst analog zurechtzüchte.
Und dann die Messwerte ...
Und die Überschlägige Rechnung, wie mir der Trägerrest mein zartes Kalöttchen traktiert ... usw.

No, no, tut mir leid.
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Vorwärtssteuerung

Modulator und Leistungsschalter müssen im ns-Bereich sauber mit hohen Strömen arbeiten, da steckt das Prob! Im Parasitären ...

Gruß

[tiki]

Und die Überschlägige Rechnung, wie mir der Trägerrest mein zartes Kalöttchen traktiert

Wirkleistung so etwa 0,3mWpp - immerhin! Oder bei 4Ohm gar 0,15mWpp. (Reihenschaltung R+L, angenommen 50µH)
Schade, hätte mich interessiert.
Gruß

[Dr_Caveman]

Beim zweiten stimme ich nicht zu. Es gibt da viele, auch verwirklichte, Prinzipe, fast ausschließlich eben nicht digital, sondern druchgängig analog. Nix mit Rechnen, außer beim Entwurf.

Verstehe nicht, was das mit Klasse D zu tun haben soll.

Noch ein Link zu Sigma-Delta-Modulatoren:
http://www.beis.de/Elektronik/DeltaS...maDelta_D.html

Ich denke mal, dass Klasse D nur ordentlich mit Sigma-Delta zu machen ist. PWM ist zu anspruchsvoll.

[Susie Q]

Wirkleistung so etwa 0,3mWpp - immerhin!

Ich erinnere mich an 0,8Vss HF, macht rund 50mW an 6R - normalerweise als NF-Signal hörbar ...
Vielleicht gibt es ja kein Grund zu der Annahme ev. hörbarer Mischprodukte,
aber bitte, was solls! Wie geschrieben, meine Ablehnung gründet zuallererst auf das Gehörte.

Gruß

[tiki]

Ich als Krümelkacker

Hab ich falsch gerechnet?

0,8Vss an 6R macht tasächlich 0,107W - ebenfalls Spitze-Spitze. Also "nur" 38mWeff. Aber auch nur, wenn man die Induktivität außer Acht läßt. Bei 50µH gehen die 500kHz im Wesentlichen als Blindleistung durch die Lappen (jaja, Frequenz ist keine Leistung). Damit bleiben an einem Wirkwiderstand (Rdc) von 8R eben nur deutlich unter 1mW übrig. Ich rechnete mit 2Vss, ziemlich konservativ.
An Subharmonische hab ich bisher nicht gedacht.

Ein Problem kann ungünstige Verdrahtung sein, zwei Module an einem Netzteil, also hinter den Siebelkos, können "zwitschern". D.h. es können recht leise, aber hörbare, Schwebungstöne auftreten, die zu allem Unglück belastungsabhängig sind. Habe ich aber mit getrennten GR und Siebungen für jeden Kanal und etwas sinnvollerer Eingangsstrippenauslegung vollständig ausmerzen können.

Gruß!

[Susie Q]

macht nichts - ich mag Krümel

Hattu falsch gerechnet? Hmmm ... Wenn ich hiermit dienen kann: am Ausgang (Hinter der TP-Spule) anstehende 0.8Vss = 0.4Vs --> WZ aus 2 * 0.4 = 0.56 --> 0.56² / 6R = 52mW (Die Zuleitungsstrippe dämpft noch etwas)

Gruß

[tiki]

Immer noch Schallkrümels

wie mir der Trägerrest mein zartes Kalöttchen traktiert

Ist doch kein Bändchen, Magnetostat, oder? Also ist die VC-Induktivität mit etwa L=50µH wirksam.
U=0,4Vss=0,2828Veff,
f=500kHz
R=6 Ohm

Z=sqrt(R²+(omega*L)²)
Z=157,2 Ohm
I=U/Z
Pwirk=I²*R=(U/Z)²*R
Pwirk=1,94E-5W, also ca. 20µW

Rechnet man mit 90dB SPL/1W/1m, lärmt die Kalotte immerhin mit 90dB-47dB = 43dB SPL/1m vor sich hin, bei 500kHz.

Kann man alternativ durch SWCAD schieben. 10 Minuten etwa.

Gruß, Timo