StampAmp - taki GainClone w klasie D

Wpadl mi ostatnio w rece bardzo ciekawy scalak z firmy Monolithic Power Systems MP7782 - dokladna dokumentacje mozna znalezc tutaj:

Aplikacja wygladala bardzo prosto a parametry objecujaco, wiec postanowilem go wyprobowac. Kostki udalo mi sie dostac w samplach, wiec dodatkowo zabawa nie wyszla zbyt drogo. Zaprojektowalem szybko plytke, a ze wyszla naprawde mala - prawie jak znaczek, to postanowilem to to nazwac StampAmp :) Moze stopien prostoty ukladu nie jest az taki jak GainClone, ale jak na wzmaka klasy D to jest stosunkowo prosty i maly wiec kojarzy mi sie z GainClonem :) Efekt przeszedl moje oczekiwania. Gra super - szczegolnie sterowany bezposrednio z wyjscia symetrycznego - zadnych szumow, zadnych przydzwiekow i niezly power. Klasa D to naprawde przyszlosc jezeli chodzi o wzmacniacze audio. Pewnie za pare- albo parenascie lat klasyczny liniowy wzmacniacz bedzie takim egzotykiem jak dzisiaj klasa A albo lampy :) Ale wracajac do tej malej plytki - pomierzylem z zasilaniem 24V oddaje pelne 50W sinus 40Hz/100Hz/1kHz na 8 Ohm bez problemu i co najciekawsze potrafi to robic bez radiatora! Jasne ze kostka byla wtedy super goraca po pol minuty, ale nic sie jej nie stalo. Normalnie sluchajac muzyki, nawet calkiem glosno, nie potrzebuje zadnego radiatora, a do pelnej mocy moze warto bylo by dokleic jakis taki prockowy miniradiator :) Oczywiscie do oddania pelnej mocy przy zasilaniu t trafa potrzebne sa dodatkowe kondensatory na zasilaczu - minimum 4700µF, ktorych nie ma jeszcze na fotkach.

Poskladalem sobie kilka plytek i probuje napedzac glosniki w konfiguracji Bi-Amp - osobno wysokie i osobno niskie i tutaj mozna uzyskac jeszcze lepsze rezultaty. Na niskich ustawilem wzmaka na czestotliwosc PWM-a okolo 450-500kHz co daje mu wysoka efektywnosc ale wyzszy szum na wyjsciu - pozostalosc po PWM-ie. Nie stanowi to jednak problemu bo zwrotnica z glosnika basowego i tak te resztki usowa :) Na wysokich koncowka pracuje z PWM-em prawie 900kHz co jest gdzies na granicy scalaka i daje mniejsza efektywnoisc ale za to lepsze przenoszenie wysokich.

Ponizej schemat i fotki pierwszych egzemplazy :)

własnie testuję aktywną cyfrową zwrotnicę behringera DCX 2496 w układzie 3 way, chętnie potestował bym te płyteczki, 6 kanałów

ciekawy scalak i fajne moduly choc troche przesadziles z ta moca wyjsciowa bo przy zasilaniu 24v na 8omach nigdy w zyciu nie uzyskasz 50w, zreszta wg noty katalogowej owszem jest 50w ale na 6omach i przy 10% thd. maksymalne zasilanie to 26v wiec przy typowym zasilaczu niestabilizowanym bedzie dobrze jak uzyska sie 25w/8omach raczej bez sensu jest robienie zasilacza stabilizowanego bo to przeczy zastoswaniu klasy d ktorej zaleta jest niska cena uzyskana dzieki duzej sprawnosci co nie wymaga kosztownych radiatorow i zasilaczy.

Bardzo ładne ;) Piszę się na dwie sztuki, najchętniej z elementami wyjściowymi dla impedancji 4R.

irek2 ~ racja :) pomiary robilem na 6 i 4 ohmach :) Postaram sie dzisiaj wieczorem jak wroce do domu wrzucic kilka fotek z pomiarow. Jak dobrze pamietam dla 4 ohm udalo mi sie wycisnac niewiele ponizej 15V RMS (grubo ponad 40V amplitudy!) bez przesterowania czyli czyli z THD na poziomie daleko daleko ponizej 10% a to daje jakies 50W :) i to juz od 40 czy 50Hz przy zasilaniu transformatorowym i kondensatorach 2x4700µF. Zasilajac z zasilacza jest jeszcze troche lepiej. Ale co sie bede rozpisywal - postaram sie wrzucic troche wiecej fotek. Do takich testow trzeba jednak jakis maly kawalek radiatora przylozyc :)

Robienie zasilacza stabilizowanego faktycznie mija sie z celem ale maksymalna moc zalezy wiadomo od tego o ile bedzie nam spadalo zasilanie przy obciazeniu. A bez obciazenia nie wolno przekraczac 16V :( wiec musi byc dosyc stabilne. Wiec pozostaje wsadzenie dobrej baterii kondensatorow :)

Yogi ~ mam obecnie w domu tylko dwie takie plytki ... mam jeszcze 4 ale poszly do testow do znajomego i trudno mi powiedziec kiedy wroca ... docelowo chcialem 2 takie plytki oddac na forum zainteresowanym do posluchania :) Kto bedzie chcial bedzie mogl sobie posluchac i podeslac dalej :) Tylko musze je okablowac tak zeby nie trzeba bylo juz przy nich grzebac :) A z wieksza iloscia to narazie bedzie ciezko ale jezeli bedziesz zainteresowany to na przyszlosc moze uda mi sie te 4 jeszcze sciagnac to bym Ci naturalnie do testow udostepnil :)

veteran ~ zobaczymy co sie da zrobic :)

Ja też bym był zainteresowany kompletem stereo z częściami :)

I ja też

irek2 ~ porobilem na szybko jeszcze raz pomiary i jednak wczesniej troche zle sobie policzylem :) Poprostu mierzylem na szbko napiecie RMS i odnosilem do 4R mierzac na 6R :( Szczeze mowiac sam sie dziwilem ze wychodzi mi lepiej niz specyfikacja :))) Ale ponizej jeszcze raz te pomiary. Na 6R udaje sie wycisnac 40W nieznieksztalconego sinusa co wydaje mi sie i tak niezlym osiagniecem jak sie patrzy na ten malutki scalak!!! Wystarczylo w kazdym razie zebym sie bolesnie poparzyl o rezystor obciazenia :( Jak plytka jest kompletnie bez niczego (zadnego radiatora) to scalak przechodzi w zabezpieczenie termiczne tak po okolo pol minuty :)

Gratuluje projektu.

Jak juz masz podlaczony oscyloskop, mozesz okreslic jaka czestotliwosc maja zafalowania u szczytu amplitudy w stosunku do czestotliwosci kluczowania bez sygnalu?

Dla mniej spostrzegawczych: przebieg czerwony to napiecie na wyjsciu - skala 10V/dz. a przebieg niebieski to prad wyjsciowy - skala 2A/dz. Czyli widac ze przy zasilaniu 25V (a takie mialem do testow) da sie wycisnac jakies 42V amplitudy napiecia wyjsciowego i maksymalny prad szczytowy jakies 3.8A. Dobrze ze to wytrzymaly diody bo na plytce sa diody 1A :))) W planie byly 3A ale nie mialem pod reka.

Powyzej jeszcze jeden pomiar dla oddawanej mocy 50W. Niewiem czy to jest THD=10% ale na oko tak by to wygladalo :) Wiec zgadzalo by sie mniej wiecej z tym co pisze producent kostki :)

Jak widac tez powyzej przesterowanie w takiej klasie D daje super ostre obciecie wierzcholkow sinusa :( i bardzo nieprzyjemne ostre charczenie w glosnikach. Jest o wiele ostrzejsze niz w przypadku normalnej liniowej tranzystorowej koncowki mocy :( I pewnie dosyc niezdrowe dla glosnika szczegolnie wysokotonowego ... probuje obecnie dolorzyc na wejscie jakis uklad soft-clipping na diodach i daje to nawet niezle rezultaty. Moze bedzie sie dalo wycisnac dzieki temu 50W przy o wiele nizszych znieksztalceniach niz 10%. A napewno z soft-clippingiem przesterowanie bedzie zdrowsze dla glosnikow :) Ma moze ktos z was doswiadczenie z takimi ukladami soft-clippingu?

Jaki jest orientacyjny koszt wzmaka na kanał?

ostry clip jest zalezny od konstrukcji wzmacniacza a glownie glebokosci sprzezenia zwrotnego. jesli nie ma zadnych oscylacji to jest ok. wzmacniacze tranzystorowe tez maja takie ostre odciecia zazwyczaj z pewnym czasem przeciagania bo wtedy nasycaja sie tranzystory i czas wyjscia z nasycenia jest dosc dlugi. miekki klip zazwyczaj oznacza kiepski wzmacniacz. kombinowanie z didami ogranicznika nie ma zadnego sensu bo tylko beda wplywac na dzwiek duzo ponizej clipu bo nie da sie tego dokladnie dobrac. w swoich wzmacniaczach stosuje optyczne limitery mocy niedopuszczajace do przesterowan, takowe ma kazdy profesjonalny wzmacniacz.

pomiary klasy d powinno sie robic przez specjalny filtr dolnoprzepustowy wtedy nie widzialbys na oscyloskopie tych smieci i moznaby obserwowac nizsze amplitudy sygnalu, zmierzyc znieksztalcenia przy 1w czy zbadac pasmo a najlepiej odpowiedz na prostokat 1khz potem z dodaniem domobciazenia pojemnosci 1uF dla 4om lub 0,47uF dla 8om. poszukac w necie wiadomosci o filtrze AES17, ja stosuje z powodzeniem prosty filtr 3 czlony RC, moge ci podac wartosci elementow.

irek2 ~ dokladnie, w tranzystorach to odciecie jest z pewnym przeciagnieciem jak piszesz a w klasie D poprostu FETy sa otwarte i w pewnym momencie dochodzi do ograniczenia napiecia i ostro sie ucina :( Oscylacji nie widzialem w klasie D jeszcze nigdy, przynajmniej dla tych ukladow ktore sam uruchamialem ... co oczywiscie nie znaczy ze ich nie ma - takie tylko moje skromne doswiadczenie :) Osobiscie nie uwazam zeby miekki klip oznaczal kiepski wzmacniacz - ale to oczywiscie moja prywatna opinia.

Masz jakis pomysl jak na zalaczonym wczesniej schemacie zaaplikowac optyczne limitery mocy? Oczywiscie bylo by to najlepsze rozwiazanie tylko nie bardzo widze jak to ladnie trobic ... Musze tak czy inaczej zastosowac limiter/soft-clipper nawet jezeli dla duzych sygnalow zaczyna on wprowadzac znieksztalcenia duzo wczesniej przed potencjalnym przesterowaniem ... Takie koncowki beda pracowaly w aktywnych monitorach ktore projektuje dla jedego klienta. Wymagania sa takie, ze monitory musza byc z jednej strony juz w pelni wysterowane sygnalem 300mV a z drugiej strony tor audio musi akceptowac sygnal az do 2V :( wiec rozrzut jest dosyc duzy ... Dokladnie 2V nie moga powodowac przesterowania sekcji wejsciowej az do regulacji glosnosci ... Co za tym idzie jak ktos podepnie sygnal 2V i przekreci galke glosnosci do oporu to mocno przesteruje koncowke :( Zwrotnice sa aktywne i koncowki steruja bezposrednio glosnikami, co w przypadku ostrego przestarowania nie bylo by zdrowe dla glosnikow lub nawet moglo by doprowadzic do ich uszkoszenia :( wiec sam rozumiesz ... bez limitera ani rusz :) Jezeli masz jakis pomysl jak elegancko zrobic soft clipping w takim ukladzie i zechcesz sienim podzielic to z przyjemnoscia sie zapoznam :)

Pomiary robie przez filtry dolnoprzepustowe ale odcinam glownie bardzo wysokia lezace smieci. Jaki filtry Ty stosujesz? Jezelli mozesz to wrzuc do watku jakies schematy i wartosci elementow ... Zanim bede robil kolejne pomiary to musze sobie poskladac rozne porzadne obciazenia pomiarowe zeby sie nie poparzyc jak ostatnio na rezystorach bo moce zedu 50W to juz potrafia niezle grzac :))) Jak tylko dopracuje setup pomiarowy to napewno wrzuce dalsze pomiary :)

Szkoda, nie odpowiedziales na moje poprzednie pytanie...

A co do przesterowania, to moim zdaniem nie jest ono wynikiem glebokiego sprzezenia zwrotnego, tylko wewnetrznego zabezpieczenia przed przesterowaniem stopnia kluczujacego. Innymi slowy mysle, ze jest tam na sztywno ogranicznik duty cycle.

Z tego co opisuja w datasheet'cie wyglada na to, ze to zwykly oscylator histerezowy, on nie powinien sam z siebie tak ostro obcinac a zarazem nie wywalac dodatkowych syfow. Szczegolnie, ze stopien kluczujacy ma Rds-on az 180mOhmow.

Limiter optyczny jest stounkowo prosty, robisz dzielnik napiecia na rezystorze i fotorezystorze, na fotorezystor swieci dioda (najlepiej umiescic diode+fotoR w koszulce termokurczliwej). Dioda z kolei sterowana z detektora szczytowego lub miedzyszczytowego, ewentuanie RMS. Detektor oczywiscie mierzy za limiterem.

darkfenriz ~ sorry, szczeze mowiac pytanie mi umknelo :( ... porobilem te pomiary i oczywiscie porozpinalem cala pomiarowke :( Ale jak pisalem napewno bede chcial dalej pare rzeczy jeszcze pomierzyc tylko musze zmontowac porzadne obciazenie :) Moze przez weekend jak czas pozwoli to przygladne sie tez tym oscylacjom. Sprawdze tez czy jest na sztywno ustawiony maxymalny (czy minimalny jak kto woli) duty cycle - powinno to byc ladnie widac nan wyjsciu przed cewkami. Jak bede mial wiecej jakies ciekawe wyniki to wrzuce na forum.

Te dwie plytki bede wysylal koledze z forum do przesluchania, pewnie jakos tak za dwa tygodnie jak juz wszystko pomierze. Jezeli ktos z was byl by chetny na przetestowanie w domu to moge pozniej puscic w obieg :) Jedynie co trzeba by sobie zorganizowac to trafo - najlepiej na ~17V - albo tak zeby po wyprostowaniu nie przekraczalo 25V. Dolutuje tez jeszcze jakies zlacza na stale - cinch na wejsciu i bananki na wyjsciu tak zeby nic nie trzeba bylo na plytce lutowac ;)

>ChUmI

Gratulacje

Piszę sie na odsłuchy,

jeszcze pare miesięcy i wpełni cyfrowy tor powstanie na forum :)

ogranicznik duty cycle nie ma nic wspolnego z ostym clipem tu chodzi o kontrole sprzezenia zwrotnego. wzmacniacze z plytkim sprzezeniem czyli te z wysoka impedancja wyjsciowa maja zazwyczaj lagodny clip. teoretycznie ostry clip jest idealem a dla glosnikow nie ma znaczenia czy clip jest ostry czy lagodny bo ten szczegol to bardzo wysokie harmoniczne w dodatku malej mocy. podstawowa harmoniczna przy clipie nie wiele sie zmieni. w obu przypadkach niedopuszczalna jest praca na clipie.

limiter mocy to jak kolega wspomnial dzielnik napiecia w ktorym rezystor do masy to fotorezystor o mozliwie najwiekszym zakresie zmian rezystancji w funkcji obciazenia (1M). klopot jest ze sterowaniem leda bo detektory clipu sa albo proste (zenerka) a tym samym kiepskie albo bardzo precyzyjne ale za to bardzo rozbudowane.

ten filtr do przetestowania ma ostra ch-ke wiec powoduje oscylacje dla prostokata czyli tylko do pomiarow pasma. nie jestem specjalista od takich ukladow i jak ktos potrafi zaprojektowac taki filtr z lagodnym zboczem i duza stromoscia to pewnie wiele osob skorzysta.

co do limitera to w twoim przypadku (koncowka mostkowa) potrzebne bedzie tylko jedno napiecie odniesienia (zenerka) a dwie diody sumujace z kazdego wyjscia, led moze byc jednokierunkowy najlepiej czerwony o duzej jasnosci, fotorezystor jest tylko jeden odpowiedni i jest to typ 5616 (moze byc D) do nabycia np u piekarza. zenerke dobiera sie do napiecia nasycenia koncowki, za mala -limiter nie bedzie dzialal, za duza limiter zadziala za wczesniej co ograniczy maksymalna moc wyjsciowa, czym wiekszy szeregowy rezystor na wejsciu tym wieksza skutecznosc limitera ale i wieksza szeregowa rezystancja ograniczajaca pasmo i zwiekszajaca szumy. idealne limitery maja detekcje prawdziwego clipu bo kozystaja z detektora bledu petli sprzezenia zwrotnego i wtedy uwzgledniana jest np zmiana nasycenia koncowki w funkcji obciazenia czy zadzialanie zabezpieczenia zwarciowego/pradowego jak rowniez anormalna praca np wzbudzenie.

Jezeli ktos bylby chetny na pobawienie sie tymi wzmacniaczymi, to dwie plytki takie jak na fotkach na poczatku watku puscilem niedawno do potestowania wsrod kolegow na forum - narazie sa u kolegi Waldi_06 :) Wiem, ze juz sie w kolejce za Waldkiem ktos zainteresowany wpisal na posluchanie wzmacniaczay a potem najlepiej jak kazdy kolejny bedzie posylal nastepnym zainteresowanym :) jedyne co potrzeba do zabawy to podlaczyc trafo o napieciu okolo ~15V do max ~18V AC. Fajnie bylo by tylko wiedziec kto aktualnie ma plytki i fajnie bylo by jak by osoby testujace podzielily sie swoimi uwagami na forum :)

>ChUmI,

>Jezeli ktos bylby chetny na pobawienie sie tymi wzmacniaczymi, to dwie plytki takie jak na fotkach

>na poczatku watku puscilem niedawno do potestowania wsrod kolegow na forum - narazie sa u kolegi

>Waldi_06 :) Wiem, ze juz sie w kolejce za Waldkiem ktos zainteresowany wpisal na posluchanie

>wzmacniaczay a potem najlepiej jak kazdy kolejny bedzie posylal nastepnym zainteresowanym :) jedyne

>co potrzeba do zabawy to podlaczyc trafo o napieciu okolo ~15V do max ~18V AC. Fajnie bylo by tylko

>wiedziec kto aktualnie ma plytki i fajnie bylo by jak by osoby testujace podzielily sie swoimi

>uwagami na forum :)

łatwiej posłuchac niz napisać :-)

Po pierwsze - trafo z dwoma uzwojeniami, lub dwa trafa, dwa wzmaki podłączone do jednego uzwojenia delikatnie brumią,

Jak gra?

CZYSTO i sterylnie do bulu.

Myślałem, że góra będzie kiepska, a tu nic takiego, czysto i dokładnie.

Bas jest, ma kopa, jest precyzyjny i ... NAJWAŻNIEJSZE jak sie słucha to NIE należy patrzeć na te kostki :-))))))

>Chumi następna wersja D-AMPa (StampAmpa) niech będzie w kształcie ołówka - to będzie pierwsze ucieleśnienie "drutu ze wzmocnieniem" i zmienisz nazwe na PencilAmp.

Może sobie ktoś nie zdaje sprawy, ale to ma wielkość pudełka zapałek i podłączenie 8 przewodów zaczyna byc trudne (troche przesadziłem) (powinienem napisać znaczka pocztowego).

Wady?

Są - a własciwie tylko jedna - jest tak dokładny, że aż za sterylny. Troche mało "fun". jak ktoś lubi byc oszukiwanym przez lampki to wzmacniacz cyfrowy pokaże mu dzwięki, których na lampce nie słychać, ale też na D-AMPie nie ma tej miękkości lampy. Dla jasności takiej miekkości nie słyszałem , z żadnego instrumentu, no chyba, że przepuszczonego przez wzmak lampowy :-)))))))))))).

Nabijam się z lampki, trochę, ale mam również lampkę i chasa sobie w klasie A. Ten akapit tez lekko przerysowany, ale sens pozostaje.

Obecnie - przez święta wzmak jest u kolegi Zbuj'a , następnie wyjazd z miasta w Polskę do Ricka i SQ5ebo.

Chętni proszę stwożyć listę.

>Chumi - gratuluje produktu - swietny eksperyment, pokazuje nową (nie twierdzę, że odlotową) technikę, a takich wzmaków jest już sporo wokół nas.

Pewnie w nowszej wersji przydałby się zmiękczacz na fetach w stopniu wejściowym.

Technicznie i optycznie świetna robota, ale o tym juz wiadomo.

Dzięki za możliwośc posłuchania.

I jeszcze aspekt techniczny - transformator / 'ry to kto jakie ma, nawet na 20-30 wat i tak beda mocniejsze od baterii 9voltowej.

OCZYWIŚCIE jak małe trafo i to i w miarę cichutko prosze grać, bo pradu nie starczy,

Zalecany to 2x 12-15 volt napiecia zmiennego !

MOC to:

- jak macie na stanie i niechcecie wydawac kasy to do posłuchania minimum 40Wat,

- zalecany 60-80 W

ale zasady sa takie same, jak w zwykłych wzmacniaczach, tylko zapas nie potrzebny

Prostownik i zasilacz StempAmpa jest na pokładzie wzmaka. Nie widać? no cóż nie jest łatwo przywyknąc do sprawności 95%. Też mi instynkt podpowiadał, że jestem w ukrytej kamerze, wzmaka nie widać a mocno gra.

Chętnie wpisuje się na listę

>GNAKED od ....

Jeśli można- to ja też:

1. GNAKED

2. Krzych 2

Mnie też weźcie ;-)

1. GNAKED

2. Krzych 2

3. Zephyr

i mnie i mniee

>1. GNAKED

>2. Krzych 2

>3. Zephyr

>4. JaroMi

P.S. W pełni cyfrowy DYI w paru wersjach chodzi od siedmiu lat bez mała - i ciągle GRA :D RyTM4 zwiesie.

Pozdrawiam

1. GNAKED

2. Krzych 2

3. Zephyr

4. JaroMi

5. arkotic