全数字功放制作的布局、走线、选材及其他---基于ST的STA350BW

kiven_chen

很给力的教学帖子，顶你。

mc3362

kiven_chen 发表于 2017-1-12 16:46
很给力的教学帖子，顶你。

感谢帮顶，更欢迎参与讨论与全数字功放相关的话题。

qinfeng

这种数字功放是不是仅适用于CD？我文科生瞎提问的

mc3362

qinfeng 发表于 2017-1-13 09:44
这种数字功放是不是仅适用于CD？我文科生瞎提问的

这个没有死规定吧，想用什么就用什么当音源。

cccqqqccc

mc3362 发表于 2017-1-13 10:12
这个没有死规定吧，想用什么就用什么当音源。

如果是模拟信号输入，有否高采样adc方面的方案呢？

mc3362

cccqqqccc 发表于 2017-1-13 10:35
如果是模拟信号输入，有否高采样adc方面的方案呢？

CS5341，当然还可以选择更好的，看各人的追求的逼格了。

samjazz

mc3362 发表于 2017-1-12 16:15
恕小弟孤陋寡闻，这个“许工”确实没关注过。。。
再说全数字功放的方案，现在无论是ST还是TI还是其他半 ...

不好意思，我就是那些“门外看”的一员只能默默地祝福你成功！
分享硬件、设计、经验的很多。但是能毫不保留地分享软件的人，少之又少！

mc3362

samjazz 发表于 2017-1-13 13:08
不好意思，我就是那些“门外看”的一员只能默默地祝福你成功！
分享硬件、设计、经验的很多。但是能毫 ...

感谢祝福！我已动手开工，说不定已经在“成功”的路上了。您能来帖子积极参与讨论说明已经不是“门外看”啦，相信如果和我一样是兴趣驱使，我们不断学习交流，一定会做出自己满意的东西来的。
至于软件分享的事情，如果我能把软件做出来，分享一份HEX应该不是难事，不过我可能还会在帖子里把寄存器配置什么的写出来讨论的，这些纯数字功放芯片的控制其实也比较简单，输入格式呀，内部信号流程啊，输出配置啊，毕竟不涉及什么算法之类的。

edithli

samjazz 发表于 2017-1-12 09:01
没有“许工”几年前在电源网知无不言的技术贴，IR的2092在业界的应用就可能没有现在的广，或者夸张点说，D ...

想必许工是一位胸怀宽广无私的前辈，感谢对技术的情怀与实践。

确实，很难得，期待第二个“许工”出现，真诚地感谢mc3362~~

mc3362

edithli 发表于 2017-1-14 18:16
想必许工是一位胸怀宽广无私的前辈，感谢对技术的情怀与实践。

确实，很难得，期待第二个“许工”出 ...

感谢顶贴哈！不过期待第二个“  ”出现的重任我还是不能担啊，太重啦！

edithli

mc3362 发表于 2017-1-14 19:57
感谢顶贴哈！不过期待第二个“  ”出现的重任我还是不能担啊，太重啦！

大虾谦虚了~~共勉

edithli

音响系统大家都非常重视电源，楼主前面讨论的是PCB板上的芯片电源脚退耦滤波为主，我看供电电路设计还没有涉及，请教楼主，是采用传统变压器供电，而后整流滤波的方案效果好，还是现代的开关电源给数字功放供电效果好？

我个人目前倾向于传统变压器供电，因为它没有开关电源的各种干扰。如果选择传统的供电方式的话，楼主，针对全数字功放，它要求再加一级线性稳压吗？应该怎么弄呀？

请教楼主呀~~谢谢楼主~~

edithli

楼主~~我个人目前倾向于传统变压器供电，因为它没有开关电源的各种干扰。如果选择传统的供电方式的话，楼主，针对全数字功放，它要求再加一级线性稳压吗？应该怎么弄呀？

MIDEN-INDUCTOR

samjazz 发表于 2017-1-12 09:01
没有“许工”几年前在电源网知无不言的技术贴，IR的2092在业界的应用就可能没有现在的广，或者夸张点说，D ...

说的非常好！
“许工”现在的称呼，我们都尊称为“奎叔”。一位无私的音响爱好者。

ST ,TI 也有大批的FAE 在深圳研发中心，希望他们也能常出来冒个泡。

mc3362

edithli 发表于 2017-1-15 16:32
音响系统大家都非常重视电源，楼主前面讨论的是PCB板上的芯片电源脚退耦滤波为主，我看供电电 ...

电源的确是音响系统当中很重要的一个环节，我上面的讨论也没敢提是真的。不过既然说到了，我就简单说一些吧，正好我也找到了一篇文档。
一般认为，数字功放的电源纹波抑制能力不如传统功放。这里还是以STA350BW为例，那么它对电源的适应能力如何呢，在规格书上我找到了这样的表述：FFX立体声输出方式，<5k频率，0.1VRMS供电干扰的情况下，抑制比大于80dB。说不定这是得益于FFX输出级的设计，或者ST有一些故意隐瞒的成分，总之这是一个很不错的数据。只不过，如果使用传统变压器整流滤波（非稳压）供电的话，在有一定功率输出的时候，纹波大都超过了上面测试条件的数值了，而这种情况下抑制比如何呢，我们不得而知。于是，让我们来简单看看下面一篇文档，究竟有没有针对于全数字功放的比较好的供电方式呢？

mc3362

edithli 发表于 2017-1-15 16:32
音响系统大家都非常重视电源，楼主前面讨论的是PCB板上的芯片电源脚退耦滤波为主，我看供电电 ...

       下面就来研究供电的交流纹波对STA350BW这种全数字功放性能的影响。主要手段是测量不同情况下输出频谱和THD+N的曲线。传统的模拟功放供电系统，只有整流滤波，纹波不可避免地成为影响供电质量的一个主要因素，当具有一定功率输出时，情况更为严重，不光有纹波，还会伴随着电压的下降，造成功放的动态压缩！针对这一现实，我们DIYer首先想到的办法就是加“大水塘”，可喜的是这一招对全数字功放同样适用，见下图。


       这是功放在半功率（约两声道各11瓦）输出时（-3dBFS）的频率和THD+N的关系，6条曲线分别是不同大水塘数值下的失真变化曲线，最上面一条红的是9400uF，往下每条曲线依次增加4700uF，最下面一条总共使用了32900uF的大水塘！显然，一味增加大水塘的容量不是个办法，而且大容量电解电容的经济型很差，那我们还是找找更好的办法吧。

mc3362

年前事很杂，只能抽空发帖，呵呵。
想要找更好的办法，我们要先来确定究竟是不是电源纹波造成的失真上升呢？又是怎样影响失真特性的呢？于是有了下面一张图：

1K信号输出，实测的频谱图。我们可以看到除了1K频率处，在其附近长了很多“草”，这些草的频率也恰好是纹波频率和它的整数倍，所以显而易见，电源纹波的影响是：增加了在正常的输出信号频率附近以纹波频率及其整数倍为频率的边频信号，这些新的信号成分，以原信号频率为对称轴做轴对称排列，强度随着和原始信号的距离增大而依次减小，毫无例外它们都被算在了THD+N里面了。
这样看来，电源纹波对输出信号的纯净度影响真的很大。既然问题找到了，那么现在我们就来尝试改善它。加稳压？额。。。全数字功放这么高的效率，加稳压会不会有点？那好，我们来加LDO吧：

和传统稳压电路不同，上面两张图是低压差的稳压器，就是说稳压器的输出和输入之间的电压差不像传统稳压器那么大，所以在功放部分采用不会显著地降低效率，并且得到了滤除纹波的好处。
那么加了这个电路纹波具体能改善多少呢？同样是半功率（约两声道各11瓦）输出时（-3dBFS），请看下图：

低频到中频段的失真加噪声明显改善了吧？如果还不直观，那我们展开1KHz的频谱来瞧：

怎么样，反正我是很惊喜有这样的提升，离原信号最近的边频都改善了40dB！3次以上谐波直接淹没在本底噪声里了。我想，全频的信号也是有这样的改善趋势的。从电源脚波形也能明显看出这种改善：（full-load均为输出50Wrms功率条件下）

稳压和非稳压时，电源脚的波形，左边是非稳压，注意纵轴刻度是5V/div，右边是稳压，注意纵轴刻度是5mV/div。

晗晗

技术贴，值得认真看看和学习

edithli

mc3362 发表于 2017-1-18 11:18
年前事很杂，只能抽空发帖，呵呵。
想要找更好的办法，我们要先来确定究竟是不是电源纹波造成的失真上升呢 ...

感谢楼主耐心回复，借此深入学习~~~再来汇报

mc3362

edithli 发表于 2017-1-19 10:22
感谢楼主耐心回复，借此深入学习~~~再来汇报

放假啦！贴了一块板，假期在家调软件，现在能响是没问题的。不过，我的目标可不是把350只当功放用，把内置DSP用起来做成分频才算物尽其用啊！