Class D amp discussion

hwajun99

D类放大器的常识普及资料吧，好象和技术无关，只不过附了3种典型的D类功率IC的应用。

FUMAC

普及技术,我认为正是这里缺的,
我们应该感谢millwood

thank u millwood
i think ,u do the right thing, good for anyone here
but , i have no time to do this job.
perhaps my post just for let somebody know me
another saying is saling myself

i have read most of class-d technolegy, but all of them r not for diy,
because the smd and the pcb design and test equments,  qiuite diffrent with class-abc
most of diyer r not good at this
so...

i have design ucd and iramp and chips class-d,
i think,
if anybody like to make a class-d amp, all of them is ok
i have told others,  high speed pcb design is 80% of a good class-d amp
this link
http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... p;extra=&page=1

we had design  6 version, in fact we have design 12 to 20 version (2~3versions per time)
now we r going to a new version. diffrent tech, but not for diy again.

i think u can keep this topic going on, i will be a good reader

best rg

fumac

locky_z

我认为第一种和第3种中IR的差不多，
  第1种是固定震荡频率的PWM调制器，
  第3种中的IR方案其实也是"固定"震荡频率，没有信号时就是一个方波振荡器，输出是方波，输入端有电容积分，将反馈回来的方波变成三角波，然后再和输入信号比较，形成固定频率的PWM调制。可以对比一下运方的PWM调制电路就知道两者其实是一样的，是固定频率的PWM调制器。

  第2种需要数字处理技术，太深奥了。
  第3种UCD方案理论上也很复杂，可能是非固定震荡频率的。

  我认为固定PWM调制方式由于死区时间限制，其动态范围不大。例如100K固定频率，其周期10us，如果死区时间10ns，那么方波最窄10ns,最宽9999ns，那么动态范围只有9999/10=999倍，只有60db。

学习中

水平不够,看不明白.

激光鼠

原帖由 syhkiss 于 2007-10-24 22:19 发表
通过楼主的改造声音非常的棒~

楼主改造了什么？

younglee

Class D!Very good!

anbbb

这东西效率高的很，但是不怎么HIFI

给我十个胆

欢迎外国朋友一起来探讨

FUMAC

原帖由 ideal-v 于 2007-10-24 22:45 发表
这个是IR方案的,小功率还可以.但对布局的要求高

不管什么方案，布局对性能占了80%以上的比重。
小功率不明显，功率越大越明显

另外，D类的分类并不是只有一种方式，D类在这几年的发展产生很多分支。
从拓扑结构而言，有单端，半桥，全桥（我正在实验单端的）
从工作方式而言有PCM，PWM，再细分是自震荡和外部震荡
从反馈角度而言有，无反馈，滤波前反馈（IR），滤波后反馈（UCD），滤波前后双路反馈（小弟的MCD），还有数字反馈（D2AUDIO）
另外从供电方式而言就更复杂，有王冠的BD方式，还有滑动供电方式，电源和放大的混合电路方式（不是简单的组合）

另外，说个有点点争议的问题，
国内没几个朋友知道，D类之父是布来恩 阿悟德（Bryen artwood ），此老头为天人，
现在还没有一个D类的拓扑能逃脱他的专利（以上提到的各种方式他都有研究过），因为他发明的早，大部分都过期了
75了，还在工作。

younglee

Class D 在Hi-Fi DIY的发展上应该直得探讨一下！

苗个球

看不懂

＂书到用时方恨少，船到江心知浪急＂.....................

FUMAC

原帖由 locky_z 于 2007-10-25 09:06 发表
  我认为固定PWM调制方式由于死区时间限制，其动态范围不大。例如100K固定频率，其周期10us，如果死区时间10ns，那么方波最窄10ns,最宽9999ns，那么动态范围只有9999/10=999倍，只有60db。

我记得你应该在我的那个帖子上也提出过类似的问题,
我曾经回答过
你还是没弄懂其中的关系
找了半天,找到了以前的答复

QUOTE:
原帖由 locky_z 于 2007-5-25 08:36 发表
PWM的动态范围是不是最大脉冲宽度/最小脉冲宽度？
  如果在1M调制频率下，只有1us的宽度，如果输出驱动IC的死区时间为10ns，对应最大宽度为990nS，最小宽度10ns,动态范围只有990倍？（
PWM的动态范围是不是最大脉冲宽度/最小脉冲宽度？
----------------
不是，毫无关系
你说的是分辨率，所以你得出了错误的结论

先看看什么是动态范围
在网上搜索到的两个解析：
动态范围：
动态范围最早是信号系统的概念，一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。
而在实际用途中，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围，
比如在音频工程中，一个放大器的动态范围可以表示为：
D = log（Power_max / Power_min）×10；


Dynamic range(动态范围)　　
是最大信号振幅与微弱信号噪声水平(RMS值)的比率。对器材来说，动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。　

---------------------------------------------------------
动态范围只和两个因素有关，最大不失真功率，和低噪

假设低噪一样，功率越大动态范围越大
但是实际上功率越大，低噪水平越高。

你说的最小占空比和最大占空比比值是衡量数字转PWM系统的分辨率的，
但是我这个D类功放是模拟形式的PWM也就是说他的PWM占空比不是及进的，而是连续的，
就好像南海222的说法类似
所以不存在分辨率不够的问题。
你把有些概念混淆了：）
如果不明白，继续问

原帖在这里
http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... page%3D1&page=9
--------------------------------

你提出的原因,并不能说明最后的结果.
死区时间主要影响失真和发热.并不会影响动态范围.

locky_z

我不说UCD或者MCD，他们可能是非固定频率，可能占孔比不影响。

现在只说第一种固定频率的PWM调制，也就是压控占空比发生器，并且假设是线性的，
1. 假设输入信号为0-2V,0V时占孔比最小，脉宽为0ns的话，2V时占空比最大，脉宽为10000ns,那么折合对应为0.2mV/ns宽度，如果输入信号为0.2mV的话，应该脉宽1ns，但由于死区时间为10ns,就是说输入信号为0.2mV-2mV,他们的脉宽都被固定在10ns吧？就是说很小很小的信号不能被区别出来吧？

2.你说连续的指的是：例如输入信号大于2mV,例如2.01mV和2.02mV,此时他们的脉宽分别为10.05ns和10.1ns，此时因为大于10ns，因此能分辨出2.01mV和2.02mV之间的0.05mV的区别吧？

究竟最小分辨电压说的是1还是2这种情况？

  如果USC,MCD的调制频率不是固定的，例如在大信号时调制频率较低，例如降低到10K，此时脉宽可以扩宽到1000000ns。

xlf0602

我觉得你23楼的说法问题出在你把方波最宽时当成输出功率最大，方波最窄时当成输出功率最小。实际上应该是方波最宽时对应于输出信号的“波峰”（或波谷），方波最窄时对应于输出信号的“波谷”（或波峰），这二种情况下都是最大峰值功率输出时。而二只输出管输出的方波的占空比相等时对应于输出信号的“零”，这时才是输出功率最小的时候。输出信号的大小是取决于二只输出管输出的方波占空比的相对关系。

FUMAC

原帖由 locky_z 于 2007-10-25 17:21 发表
我不说UCD或者MCD，他们可能是非固定频率，可能占孔比不影响。
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UCD, MCD频率都是相对固定的,其原理均为RC 或者LC震荡, 并非压控振荡器,
UCD为350k~450k,单个板子固定频率,不同的板子有差异,
MCD是800k~1.2(实际产品频率,实验室频率达到3.5mhz,还没到实用阶段).单个板子固定频率,不同的板子有差异,
这个差异是RC 或者LC的误差决定的.
动态频率的最显著的例子是class-t, 频率范围是300k~1.5m(大概,他没详细的说明,他只说平均为600k),根据电平的不同,频率变化很大.

  如果UCD,MCD的调制频率不是固定的，例如在大信号时调制频率较低，例如降低到10K，此时脉宽可以扩宽到1000000ns。
--------------
上面已经说明,无论大小功率,频率都是恒定的

xlf0602---正解
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原帖由 xlf0602 于 2007-10-25 18:38 发表
我觉得你23楼的说法问题出在你把方波最宽时当成输出功率最大，方波最窄时当成输出功率最小。实际上应该是方波最宽时对应于输出信号的“波峰”（或波谷），方波最窄时对应于输出信号的“波谷”（或波峰），这二种 ...

音响DSP

看来TDA8931可以做UCD的理论实践,嘿嘿~~~

millwood

原帖由 音响DSP 于 2007-10-25 21:19 发表
看来TDA8931可以做UCD的理论实践,嘿嘿~~~

that was precisely my point.

tda8931 has differential input and that makes it a good candidate to try either UCD or IRAudamp.

However, it is a single rail / half bridge implementation and the datasheet is not clear on how the input signal is referenced.

IRS2092 has similar structure, except that the + input is tied to the ground in the datasheet.The blockdiagrahm has it connected to the + input. However, no one has that chip yet to know if it can be reconfigured.

another chip with both indifferential inputs is the TI buck converter, TPS40056. Here is its block diagrahm:

the output voltage tracks the voltage applied to pin 4. so if you apply an audio signal there, it should work.

The chip runs up to 1mhz, and TI says it is designed for good "transient response" - a great thing for audio.

Unfortunately, it goes up to just 40v but should be good for a low power class D amp.

It is not, however, a self-oscillating amp as it uses an onboard oscillator.

millwood

原帖由 FUMAC 于 2007-10-25 12:03 发表


不管什么方案，布局对性能占了80%以上的比重。

that is absolutely true. Class D amps work in excess of 300Khz and we are almost talking about RF amps here.

I have always breadboarded my (analog) audio amps but have found breadboarding Class D amps to be quite difficult.

FUMAC

TPS40056这个电路结构应该加个输出电容吧,除非改成+/-供电

millwood

原帖由 FUMAC 于 2007-10-25 22:07 发表
TPS40056这个电路结构应该加个输出电容吧,除非改成+/-供电

yes,  you will need to block the DC.

the tda8931 datasheet has a nice way of doing it.