[tillg]

...will ich dir auch noch mal das Prinzip von Hysteresewandler und SODFA erklären, ausgehend von Beobachters aller ersten Schaltungsbeschreibung:
[Bild: beobachterschaltung0qn.gif]
Betrachten wir den ersten Knoten an OV(-). Für ihn gilt:
i_RE + i_R + i_C + i_OV(-) = 0.
Gehen wir davon aus, dass i_OV(-) = 0 sein soll, bleibt übrig:
i_RE + i_R + i_C = 0.
Nun muss jeder Strom, der in den C fließt, auch wieder raus, sonst platzt er irgend wann.
Deshalb gilt auf die Dauer (für uns heißt das über mindestens eine Schaltperiode oder besser über mehrere integriert):
I_RE + I_R = 0 oder auch I_RE = I_R.
Und so lange U_OV(-) = 0 ist bedeutet das auch
U_K(out) ~ Ue oder U_RL ~ Ue (integriert versteht sich).
Also mit anderen Worten, solange der Komparator (hier = Schaltstufe) jeweils irgend wann einmal umschaltet, bevor der Integrator in die Begrenzung gerät, funktioniert die Schaltung als linearer Verstärker für Frequenzen unterhalb der Filterfrequenz ( = weit unterhalb der Schaltfrequenz).
Ein Schwanken der Umschaltschwellen bewirkt ein Jitter der Schaltflanken. Es wirkt als HF-Rauschen oberhalb der Schaltfrequenz. Es kann deshalb auf die NF auch nicht störender wirken als die Schaltfrequenz selbst, die wir aber unbedingt für die Funktion benötigen.
Damit hätte auch die Qualität des Komparators und der Schaltstufe keinen besonderen Einfluss auf die NF-Qualität.
Der Integrator ist in der bequemen Situation, dass er am Ausgang keine sehr schnellen Spannungsänderungen ausführen muss. Sein Rauschen ist für den Komparator aus dem beschriebenen Grund uninteressant. Es wirkt aber auf den Eingang, wo es sich mittelt. Die Hauptarbeit der Integration übernimmt hier passiver Weise der C.

So weit die Theorie. Nun hat Beobachter aber empirisch festgestellt, wie er uns jedenfalls berichtet, dass sich die Qualität des beschriebenen Amps für Audiosignale entscheidend verbessert, wenn man die jeweils momentane Ausgangsspannung der Schaltstufe als Maß für die Schaltschwelle des Komparators verwendet. Mit dem beschriebenen Jitter durch HF-Rauschen kann das meiner Meinung nach nichts zu tun haben. Das entsteht auch durch Rauschen der Schaltzeiten, das ohnehin viel höher sein dürfte als das aus den OPV's. Es muss vielmehr mit der Komplexität eines Audiosignals zu tun haben, der ja kein reiner Sinus ist.

Die Linearität des Amp hängt also idealer Weise an RE und R. Über das HF-Rauschen muss man sich keine Gedanken machen.
Anders sieht es schon aus, wenn man zu R einen OPV (Differenzverstärker) in Reihe schaltet. Dem Komparator kann das immer noch ziemlich egal sein. Die Integration beeinflusst es aber schon, weil es die Schaltspannung und damit den Strom durch R verändert.
Über HF-Rauschen mache ich mir dabei weniger Sorgen, die mittelt sich wieder, wird ja integriert. Aber seine Linearität ist entscheidend für die des Amp.

[Rumgucker]

Zitat:... da die Integration ja weiterläuft, und deren letzter Wert als Ausgangsbasis für die nächste Integrationsperiode (nach der Umschaltung) dient. Der zeitliche Fehler wird also unmittelbar in der nächsten Integrationsperiode ausgeglichen. Dem Hysteresewandler ist es wie gesagt egal, wo seine Schaltschwellen liegen, selbst wenn diese sich jedes Mal ändern. Daraus entsteht nur HF-Rauschen weit oberhalb der Schaltfrequenz. Nur der SODFA soll ja irgendwelcher mysteriösen, komplexen Vorgänge zufolge audiophiler klingen, wenn seine Schaltschwelle immer der Schaltspannung (zum Umschaltzeitpunkt) entspricht.

Ich hab das SR-Verhältnis auf die voll ausgesteuerte HF berechnet. Wenn Du mir nun entgegenhälst, daß der Amp ja letztlich ein NF-Verstärker ist, so müßte ich auf eine Bandbreite von 20 kHz runterrechnen. Dadurch würden sich alle Werte um 24dB bessern.

Ich bin unsicher, was richtig ist.

Ampericher oder Beobachter? Mögt Ihr mal bitte ganz nah an den SODFA-Speaker rangehen? Wenn Ihr kein Rauschen hört, dann hat Tillg recht und HF-Rauschen mittelt sich raus.

Wenn Ihr dagegen ein leises und etwas unregelmäßiges Rauschen hört, so hab ich vermutlich richtig gerechnet.

[Rumgucker]

Danke für Deine Erklärungen zum Wandler.

Als "Rauschen" bezeichnet man allerdings Störungen jedweder Frequenz. Bei den OPs reicht das Rauschen von Bruchteilen eines Hertzes bis weit in die Megahertze. Insofern ist das OP-Rauschen in jedem Fall relevant. Wenn er nämlich gerade mit 20Hz "rauscht", so wird man das in jedem Fall hören. Daran kann das tollste Modulator-Schaltungsprinzip nichts ändern.

Die unklare Frage ist nur, ob man das Verstärker-Rauschen zwischen 20kHz und oberem Ende der Arbeitsfrequenz auch betrachten muß. Falls man es nicht betrachten muß (weil es sich eben für die NF ausmittelt), so verbessern sich alles SR-Abstände um 24dB.

Meine zuvor errechneten -83dB kann man hören. Wenns aber über -100dB sein sollten, kann man das Rauschen nicht mehr hören.

Mein Bauch sagt, daß Du recht hast. Aber ich weiß auch, daß alle D-Amps (ohne Aussteuerung) etwas rauschen!

Entweder hab ich also richtig gerechnet oder es gibt noch viel stärkere Rauschquellen, die sich auf Hörband auswirken. Ohne Aussteuerung kann ich mir da allerdings nichts vorstellen.

[Rumgucker]

...ein SODFA muß erstmal ein vorzüglicher NF-Kleinleistungs-Verstärker sein. Die Modulator-ICs dürfen nicht brummen, nicht rumpeln und (im Hörband ?) nicht rauschen.

Und obendrauf muß der SODFA noch ein passabler HF-Oszillator sein.

Wenn ein derartiger Verstärker "allen analogen Systemen" überlegen sein soll, so kann sich das nur auf die Endstufe oder einen Klangeffekt beziehen. Denn im Modulator ist der SODFA auch ein analoges System.

---

Noch mal zum Klangeffekt:

wir wissen, daß unsere Nerven erst bei Überschreiten eines Threshholds "feuern". Wenn das nicht so wäre, würden wir uns vor Schmerzen wie irre krümmen, obwohl wir keine Verletzungen haben.

Class-D-User bezeichnen die Wiedergabe einvernehmlich als "transparent". Sie hören also etwas, was vorher in (irgendeinem) Threshhold unterging.

Das kann technische (irgendwelche AB-Übernahmeverzerrungen der Analogen) oder physiologische Ursachen haben.

Bei D-Amps sehe ich sowohl in den Simulationen als auch aufm Taschenrechner ein Rauschen, etwas, was in der Lage ist, die Hörzellen auch dann zum Feuern anzuregen, obwohl das eigentliche akustische Ereignis alleine dazu nicht ausreichen würde. Ich vermute sehr, daß der lang gesuchte Wirkmechanismus des D-Amps im Vermeiden von Übernahme-Verzerrungen und zusätzlich dem ganz leisen Rauschen liegt.

...wenn es denn ein solches Rauschen überhaupt gibt

[Rumgucker]

Nun aber wieder zurück zum Thema.

Wir wollten den SODFA-Modulator mit virtueller Masse kippen. Das ist mir noch nicht gelungen. Ich ahne bisher nur, daß er den NF-Widerstand der HF-Filterspulen offensichtlich nicht kompensieren kann. Das heißt, daß die NF etwas kleiner ist, als sie sollte.

Aber warum die NF nicht lastunabhängig sein soll, das kann ich noch nicht nachvollziehen. Ganz im Gegenteil. Ich sehe, daß die NF gegengekoppelt wird. Und das, obwohl ich ja die (gegenphasigen!) Ausgangsspannungen nur addiere und nicht subtrahiere.

[Rumgucker]

Ich beginne langsam zu begreifen....

Die virtuelle Masse zeigt bei vollständig symmetrischer Brücke keinerlei NF. Egal, ob der Speaker 8 Ohm oder 4 Ohm oder sonstwas hat und egal, wie weit gerade ausgesteuert wird. Das klingt nicht gerade nach Lastunabhängigkeit.

Hmmmm.... damit ist gezeigt, daß die Ersatzschaltung wirklich nur die Unsymmetrien der Schaltstufe ausgleichen kann.

Ok... *seufz*

[Rumgucker]

..damit ist folgende Schaltung

http://sodfa.ohost.de/include.php?path=f...ostid=1251

...also nur ein 1:1-Ersatz für den 500kHz-Subtrahierer. Naja. Ist nicht soooo der Hit, oder?

[Rumgucker]

Moment mal.... in dieser Zitrone steckt noch viel Saft!

Was wäre denn, wenn wir wie folgt verdrahten?

[Rumgucker]

Damit kann ich den TDA schon ordentlich simulieren. Er kann "ZDT", einzeln einstellbare Halbbrückenschaltzeiten und alle vier Rdson unterschiedlich. Eingangswiderstand hab ich mal auf 10k festgesetzt.

[Rumgucker]

Ich hab Ampericher gestern Abend noch folgende IM geschickt, die er zwar schon gelesen, aber noch nicht beantwortet hat.


Eine Frage ? 16.08.2005 - 20:40
...kann es sein, daß Dein Sodfa ein ganz klein wenig rauscht? Ich hab Deine Dimensionierung nachgerechnet und komm auf -85dB SR-Abstand. Das müßte man hören können.
Es kann aber auch sein, daß ich bei der Rechnung von falschen Voraussetzungen ausging. Dann hättest Du über -100dB. Da hört man nichts mehr.
Also bitte einfach mal kurz horchen... Danke!

[tillg]

In #16 habe ich eine These aufgestellt, die ich jetzt per Simulation beweisen will, zunächst mal für unterschiedliche R(ds)on als eine mögliche Fehlerquelle. Dazu habe ich folgende Primitivschaltung ausgedacht:



Die Dioden kann man hierfür übrigens weglassen.

Ich steuere die Schalter jeweils mit dem Tastverhältnis 1:3, 1:1 und 3:1 an. Das entspricht einer Aussteuerung von –50%, 0 und +50%. Der obere Ron ist deutlich größer.
Ergebnis:
1:3 : -4,75968V
1:1 : -20µV
3:1 : 4,54338V

Zieht man die 20µV als Offset ab verändert das die letzte Stelle. Man sieht zwischen positiver und negativer Aussteuerung einen unterschied von immerhin knapp 5%. Das ist eine offensichtliche Nichtlinearität, ergibt also einen Klirrfaktor.

Zum Vergleich bei gleichem Ron (je 0,1R), damit man sieht, ob LTSpice richtig gerechnet hat und ich richtig abgesteuert habe:
1:3 : -4,87567V
1:1 : 0mV
3:1 : 4,87567V

Zum Nachvollziehen: https://stromrichter.org/d-amp/content/i..._unsym.asc
Die Einstellungen von V3:
-/+1V; Trise = 10ns; Tfall = 10ns; Ton = 0.49µs, 0.99µs, 1.49µs; Tperiod = 2µs (=500kHz)

Ob es der Differenzverstärker besser kann ist damit natürlich noch nicht gesagt.

[Rumgucker]

Ideal wär es wirklich, wenn wir beide NF-Ausgänge gegenkoppeln würden.

Ich hänge im Moment massiv! Der blöde LT1362 ist sowas von Scheiße. Allerdings eine schnelle Scheiße, "schwingende Flitzkacke" sozusagen.

[Rumgucker]

...dem LM359 (Norton-Verstärker) herum.

Wenn das hinhaut, so können wir die Modulatormasse mit Vssd/Vssp/Vssa/CGND verbinden. Zusätzlich erspart der LM359 den Subtrahierer, weil wir am Integrator die beiden differentiellen HF-Spannungen anlegen können.

[tillg]

Rumgucker, hast du gelesen:
http://sodfa.ohost.de/include.php?path=f...c#post1312 ?
Ich hab's in den falschen Thread gepostet. Um's Rauschen gings ja hier.
Du müsstest für das Rauschen also eine Bandbreite von 60kHz ansetzen, denke ich. Bei der Modulation entsteht ja Differenz und Summe der gemischten Frequenzen also 2 Seitenbänder um sie Schaltfrequenz herum spiegeln sich noch mal in den Hörbereich. Dann hast du das maximale relevante Rauschen aus den Modulatorteilen. Und nur daran könnten wir was einsparen.
Dazu kommen natürlich die Schaltstufen im TDA mit ihrem zeitlichen Rauschen, auf die wir keinen Einfluss haben.
Den Tiefpass für die NF sollten wir ans Ende legen, damit von da wenig HF-Rauschen an den Modulator kommt. Für den LDR habe ich auch noch keine bessere Idee.

[Ampericher]

Ich kann das Signal/Rauschverhältnis leider nicht messen.
Bei voller Lautstärke habe ich im Hintergrund ein schwaches, gleichmäßiges
Rauschen, daß aber deutlich geringer ist, als bei meinem Analogverstärker.

[tillg]

Heißt das, es rauscht weniger oder gar nicht, wenn du die Lautstärke zudrehst?
Du wirst doch deine Lautstärkepoti vor dem Modulator haben, anders geht's ja nicht. Deshalb, wenn wir nur das Rauschen ab Modulator beurteilen wollen, Lautstärke zudrehen! Was davor schon rauscht interessiert uns jetzt mal nicht, dazu kommen wir vielleicht später. Viel später.

[Rumgucker]

Ja, tillg! Ich hab Deinen Rausch-Artikel im anderen Thread gelesen. Muß noch sacken. Bevor ich da nochmal drüber herfall, ist mir Amperichers Praxis-Rauschbeobachtung sehr wichtig.

Ampericher: Bitte Lautstärkeregler zudrehen und dann ganz genau hinhören. Genau wie tillg sagt.

---

Der LM339 haut mich um! In 60ns hat sein Ausgang vollen 12V-Hub geleistet. Ich seh keinerlei Versögerung zwischen Eingangs-STROM-Trigger und Anstieg der Ausgangsflanke. Ich kann noch nicht sagen, ob das IC zufriedenstellt. Die Norton-Schaltungstechnik (Stromsteuerung) ist so.... "anders". Sehr interessant. Aber auch sehr ungewohnt.

[Rumgucker]

Von mir aus iset dieser Thread gestorben. Es war ein Irrweg!

Das Grundproblem liegt wirklich darin, daß wir die HF in den Regelkreis einbeziehen. Daran ändert es auch nichts, wenn ich die HF UND die NF einbeziehe. Genaugenommen bin ich damit einen ähnlichen Weg gegangen, wie damals Spotnick in den Anfängen seines PWMA.

Wir müssen den Kern des Problems packen! Wir müssen weg von der HF in der Regelung.

Da das dieser Thread noch nicht konsequent genug verfolgt hat, möchte ich ihn in den Mülleimer verschieben. Er verwirrt nur und bringt keine Lösungsansätze.

Einverstanden?

[tillg]

Wozu denn? Auch dieser Thread kat erkenntnisse gebracht, die man nicht noch einmal neu erarbeiten nuss. Es gibt einige Querverweise und Zusammenhänge, die noch interessieren. Z.B. das mit dem Rauschen.

[Rumgucker]

Bei einem vertikalen Forum (z.B. hifi.de) "verwittern" Beiträge automatisch.

Hier haben wir dagegen ein horizontales Forum. Hier bleibt alles erhalten. Um dennoch (halbwegs) Übersicht zu erreichen, müssen wir selbst für Ordnung sorgen. Dazu haben wir den "Mülleimer" eingerichtet, der genaugenommen ein vertikales Unter-Forum darstellt.

Aber vielleicht war diese Struktur noch nicht richtig durchdacht?

Ampericher hatte mal gemeckert, daß er hier nicht richtig durchblickt. Ich habs auf die Umgewöhungsschwierigkeit von der vertrauten vertikalen zur horizontalen Struktur geschoben.

Aber wie auch immer.... dieser Thread ist für mich jedenfalls "Schnee von gestern".