[Rumgucker]

Ich bin übrigens nicht der Meinung, daß der SODFA grundsätzlich in den Mülleimer gehört!

Wir sollten nur gemeinsam und offen und ehrlich diskutieren, wo seine Schwachstellen liegen. Und wir sollten gemeinsam Alternativen suchen.

Für mich ist der SODFA irgendwie "krank". Einerseits ist es ein HF-Oszillator. Andererseits ist es ein NF-Verstärker. HF und NF werden in den gleichen Schaltkreisen verarbeitet. Das birgt große Gefahren.

Ampericher hat übrigens bestätigt, daß der SODFA hörbar rauscht. Er schätzt, daß meine errechneten -85dB SR-Abstand korrekt sind. Warum ist das so? Weil die notwendigen HF-OPs eigentlich Video-Verstärker sind und die rauschen nun mal.

Der SIMPLA hat degegen die beiden Aufgaben strikt getrennt. Es gibt einen reinen NF-Regler, der nur unhörbar rauscht. Und es gibt einen reinen HF-Oszillator. Dieser beiden Signale werden erst vor der Endstufe miteinander gemixt. So behält man alle Vorteile des SODFA, ohne einen einzigen Nachteil mitzunehmen.

Ich will damit aber nicht behaupten, daß der SIMPLA "perfekt" ist. Womöglich hat er neue Nachteile, die wir noch nicht kennen.

Aber in jedem Fall ist der SIMPLA die Konsequenz aus den Nachteilen des SODFAs.

Ohne SODFA würde es keinen SIMPLA geben!

[Rumgucker]

Offensichtlich kann der TDA auch als "Selbstschwinger" arbeiten!



Somit könnte man mit zwei winzigen Chips für eine 2 * "100W sin"-Endstufe ausreichen.

[Rumgucker]

Das Modell "fühlt" sich schon richtig gut an. In folgender Schaltung wird das ganze Hochfahren geübt. Das Modell läuft schnell und störungsfrei.



Ich bin ernsthaft am Überlegen, ob ich dem DIAGN-Ausgang nicht etwas Leben einhauche. Überspannung, Unterspannung und Überstrom. Das müßte doch möglich sein.

[Rumgucker]

Harmonic Frequency Fourier Normalized
Number [Hz] Component Component
1 1.000e+03 5.498e+00 1.000e+00
2 2.000e+03 4.670e-04 8.495e-05
3 3.000e+03 4.073e-05 7.409e-06
......
Total Harmonic Distortion: 0.026437%

Auf gut Deutsch....

Die 1.Oberwelle hat 0,008% Klirr (bei Stereo 75W sinus!)
Die 2.Oberwelle hat 0,0007% Klirr (bei Stereo 75W sinus!)

(und das alles bei Stepweite: 100ns! Bei 10ns wirds noch besser. Und MIT Komparator-Rauschen im TDA)



Man beachte den 10kHz-Rechteck auf dem 2.Kanal. Anstiegszeiten < 10us!

antisodfa_stereo.asc
TDA-Modell mit allem Drum und Dran
Neues Schaltsymbol

[Rumgucker]

Hir nochmal das Schaltbild in groß



C9 ist nur für die Simu so klein (weil ich sonst zu lange warten muß, bis der TDA anfährt). Später wird er 10uF oder so bekommen.

[Rumgucker]

Das steckt schon alles in unserem TDA-Modell:

[Rumgucker]

Beim Vergleichsverstärker auch mit dem neuen TDA-Modell weiterhin "dynamisches" Einschwingen beim 10kHz-Puls:



Ist aber alles nur "Polemik".....

[SSassen]

Hmm, das ist doch schade, modell fur die TDA seht doch gut aus, sehen wir veillicht etwas nicht? Oder is die SODFA im prinzip nicht zu benutzen fur high-end audio, wie du schon gesagt hattest.

GruB

Sander Sassen
Hardware Analysis

Ps. entschuldige das ich nicht viel beitrage mache dieser letzte zwei wochen, ich hab lieder zwei deadlines un das kann nich scheif gehen. Ich lese aber mit!

[Rumgucker]

Ich bin da überfragt, SSassen

Ich hab Tillgs Dimensionierung genauestens übernommen. Sogar inkl. der aktuellen Umstellung auf +/-6V für den Modulator.

Das Überschwingen liegt m.E. am Ausgangsfilter: der gerät in Resonanz. Aber ich mußte ja den Ausgangskreis übernehmen, weil Tillg mir sonst Vorwürfe macht.

Anyway...

nun schau ich mir mal die Klirrfaktoren an...

[Rumgucker]

Hmmm.. ich hatte noch 30k (statt 20k) als Subtrahierungsspannungsteiler drin. Ich wollte damit Übersteuerungen vermeiden. Da ich nun aber +/-6V Versorgung anlege, hab ich auch das zurückgesetzt.

Grundsätzlich schwingt die Schaltung, so zwischen 50 und 100kHz. Die Schwingung ist der NF überlagert und wird nicht vom SODFA ausgeregelt.



Ich kann auch nicht mehr, als per Simulation auf dieses Schaukeln aufmerksam machen.

[Rumgucker]

Meine arme 300MHz-CPU. Die muß sich echt quälen. Gleich ist es geschafft. Der SODFA ist ideal, um den Lüfter zu testen. Sonst läuft der nie an. Aber der SODFA schafft es mühelos.

SODFA = SOll Der Fan Anlaufen ?

[Rumgucker]

...trotzdem nicht schlecht. Nicht so gut wie der SIMPLA .. aber nicht schlecht:

Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 4.999e+00 1.000e+00 -2.40° 0.00°
2 2.000e+03 5.237e-04 1.048e-04 51.32° 53.71°
3 3.000e+03 3.827e-04 7.654e-05 -112.70° -110.30°
4 4.000e+03 5.532e-04 1.107e-04 -55.22° -52.82°
5 5.000e+03 9.048e-04 1.810e-04 22.03° 24.42°
6 6.000e+03 1.507e-03 3.014e-04 6.43° 8.83°
7 7.000e+03 1.005e-03 2.010e-04 -145.05° -142.65°
8 8.000e+03 3.435e-03 6.870e-04 -177.08° -174.68°
9 9.000e+03 3.370e-03 6.741e-04 -114.48° -112.08°
Total Harmonic Distortion: 0.105809%


Sodfa

[Rumgucker]

ToDo-Liste

1. TDA-Modell und TDA-Symbol in den Download-Bereich stellen

2. Im Schaltbild die korrekte Masseführung und Blockkndensatoren eintragen

3. TDA-SIMPLA in den DIY-Bereich (mit Warnung, daß er noch nie gebaut wurde)

4. diskrete SIMPLA-Darstellung (also ohne TDA) beginnen

[Rumgucker]

Erledigt!

Damit sind wir wohl die ersten, die ein halbwegs brauchbares TDA8939-SPICE-Modell zum Download bereitstellen.

Bitte beachtet auch die Artikel-Erweiterungen zu den SPICE-Einstellungen und die Wave-Hinweise.

---

So. Nun geht der vierte Punkt los. Wird es auch gelingen, den TDA ganz aus dem SIMPLA rauszuwerfen?

[Rumgucker]

Es zwingt sich schon fast folgender "modulierbare Selbstschwinger" als TDA-Ersatz auf:



L1/L2 ist unser bekannter Filter (mit zusätzlicher Rückkopplungs-Wdg. L2)

Diese Schaltung schwingt schon (allerdings noch auf zu niedriger Frequenz).

Neu ist der L3/L4-Trafo, eine winzige NF-Type miesester Qualität (der SIMPLA-Regelkreis bügelt alles wieder aus).

Wenn ich dieses Endstufen-Konzept absichern kann, können wir den SIMPLA erheblich vereinfachen und haben wieder einen großen Schritt Richtung galvanischer Auskopplung des Endstufenmoduls aus dem Regelkreis vorgenommen.

[Rumgucker]

Ich war noch nicht glücklich, weil der Steuertrafo mit der NF Probleme hat. Es mußte eine Trafo-Kopplung gefunden werden, die auch "0 Hz" übertragen kann.

Laut Simulation ist das auch gelungen:

Guckst Du hier

[Rumgucker]

Ich hab erstmal die Anpassung des (offensichtlich etwas leichter beschaffbaren) TDA8927 an den SIMPLA vorgezogen. Hier schon mal das erste (erfolgreich simulierte) Schaltplanfragment.

Guckst Du hier

Zur Unterstützung des TDA wird ein MOS-IC benötigt, der die Taktgeneratoren bereitstellt (der TDA8927 kann nicht als Selbstschwinger arbeiten) und den Shutdown bei Fehlern verwaltet (der TDA8927 ist nicht eigensicher). Was gut ist: der TDA8927 hat einen verzögerten Digitalausgang, den ich zur Einhaltung der minimalen Pulsweite nutzen konnte.

Grundsätzlich ist der TDA8927 im Vergleich zum 8939 etwas schlechter zu handhaben. Er benötigt mehr Schaltmittel und man muß sich mit etwas weniger Ausgangsleistung begnügen.

Aber er ist möglicherweise leichter beschaffbar....

[Rumgucker]

Und es wird noch eine dritte Version des Stereo-SIMPLAs geben!

1. SIMPLA mit TDA8939
2. SIMPLA mit TDA8927
3. SIMPLA mit allersimpelster BJT-Endstufe (*)

(*) warum man auf das Allersimpelste immer so spät kommt....

[Rumgucker]

Damit die mühsam erarbeiteten Dinge nicht womöglich wieder in Vergessenheit geraten, will ich hier noch einmal ganz kurz die Probleme am SODFA-Prinzip wiederholen, die letztlich zur "Erfindung" des SIMPLA geführt hatten.


Der SODFA vereint die Schwingungserzeugung und die NF-Regelung. Man muß sich immer ganz klar vor Augen führen, daß die HF nur Mittel zum Zweck ist (guter Wirkungsgrad, keine AB-Übernahmeverzerrungen). Der eigentliche Job eines Verstärkers ist jedoch die NF-Verstärkung!


Alle SODFA-Baugruppen werden von dem gesamten Frequenzspektrum durchflutet. Besonders bei hohen Aussteuerungen (Impulslängen bis herunter zu 150ns) müssen mehrere MHz verarbeitet werden.

Dies erzwingt die konsequente Verwendung von HF-Bauteilen (OPAs, Komparatoren). Die Industrie bietet uns vorzügliche "Video"-Bauteile, die jedoch teuer sind, geringe Leerlaufverstärkung haben, stark rauschen und mit nur geringen Versorgungsspannungen betrieben werden dürfen.

Auch auf großen Bereichen der Platine wird HF geführt... mit allen sich daraus ergebenden Problemen (Leiterbahninduktivitäten, Schirmungen).

Weiterhin leidet der SODFA unter einer im Prinzip verankerten HF-Rückkopplung, deren Frequenz allein von der Verzögerungszeit der Endstufe bestimmt wird und rund 20-mal höher liegt, als die reguläre Arbeitsfrequenz. Wenn der SODFA erstmal auf dieser Frequenz angeschwungen sein sollte, so hilft nur noch schnelles Ausschalten.

Der SODFA regelt nur die Spannungen bis zum ausgangsseitigen HF-Filter. Somit ist der spätere NF-Ausgang grundsätzlich lastabhängig.

---

Diese Nachteile haben den SIMPLA ins Leben gerufen. Wesentliches Merkmal des SIMPLAs ist die reine NF-Gegenkopplung direkt vom Speaker-Ausgang. Diese "Ist"-Spannung wird mit der "Soll"-Spannung am Verstärker-Eingang mit höchster Schleifenverstärkung (= Komparator) verglichen.

Es ist vorteilhaft, diese Vergleichsschaltung auch in der Halbbrücke als vollständigen NF-Subtrahierer auszulegen, womit man automatisch einen symmetrischen Eingang und Vollbrückentauglichkeit erhält (im Gegensatz dazu benötigt der Vollbrücken-SODFA einen HF-Subtrahierer und einen zusätzlichen NF-Subtrahierer, falls ein symmetrischer Eingang gewünscht wird).

Es hat sich für das Impulsverhalten als vorteilhaft erwiesen, diesen NF-Komparator als PI-Regler auszuführen, womit er gleichzeitig als Tiefpaß (I-Anteil) wirkt. Da es sich um einen reinen NF-Komparator handelt und da diese Baugruppe gleichzeitg auch die Eingangsfilterfunktion erschlägt, ist das Rauschen des SIMPLAs minimal.

Die NF-Ausgangsspannung des PI-Reglers "moduliert" das Tastverhältnis eines HF-Oszillators. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Endstufe in die astabile Schwingungserzeugung reinzunehmen. Dieser Oszillator ähnelt einem "SODFA" (allerdings mit starken Unlinearitäten), dem ein qualitätsbestimmender NF-Regelkreis vorgeschaltet wird.

Das SIMPLA-Konzept ist dem UcD ebenbürtig (postfilter-feedback mit daraus resultierenden schnellen Impulsantworten), gestattet aber gleichzeitig die vom SODFA her gewohnte klare Definition des HF-Oszillators.

Die Eingrenzung der HF auf nur wenige Verstärkerbereiche vereinfacht den DIY.

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Der SIMPLA ist jedweden "HF+NF-Allfrequenzverstärkern" (Hysterese, UcD, SODFA, SOFA, PWMA...) weit überlegen, weil er den NF- und den HF-Teil klar trennt und optimiert darstellen kann. Der SIMPLA ist der bessere SODFA

[tillg]

Du vermischst immer wieder einige Fakten, deren Auswirkungen in der Realität du falsch beurteilst, mit unsinnigen Behauptungen. Diese werden auch nicht dadurch zur Wahrheit, dass du sie permanent wiederholst. Spice erklärt dir ja nicht, warum etwas wie funktioniert, ich hab es zumindest immer wieder versucht. Wenn du es nicht verstehen willst oder kannst, kann ich es auch nicht ändern.

Der SODFA vereint gar nichts und er regelt die NF eben gerade nicht. Er regelt nur den HF-Umschaltzeitpunkt, korrigiert seine Fehler dabei unmittelbar selbst, und gibt alleine dadurch die NF präzise wieder.
Die ?im Prinzip verankerten HF-Rückkopplung" kann definitiv niemals wirksam werden, wenn der SODFA erst einmal als SODFA schwingt. Und im Einschaltmoment wird eine solche HF-Schwingung zumindest vom TDA3989 durch dessen eingebaute Mindestimpulszeit unmöglich gemacht. Meines Wissens hat sich bis jetzt auch bei allen bisherigen praktischen Aufbauten die SODFA-Schwingung durchgesetzt.
Und der Ausgangsfilter besteht aus nichts anderem, als woraus zahlreiche Passivweichen in Lautsprechern auch bestehen: LC-Kreisen, mit samt ihren ohmschen Anteilen. Deren Negativwirkung sollte man nicht überbewerten.

Dein SIMPLA ist ein Verstärker mit NF-Gegenkopplung und einem Schleifenfilter 3.Ordnung in der selben. Er mag ganz nett funktionieren, besser aber als ein SIMPLER sprich lahmer Analoger kann er damit niemals werden. Da kannst du es mit schönen Worten umschreiben wie ?reinen NF-Komparator" (was bitte soll das sein), ?PI-Regler" Soll-Ist-Vergleich etc., es bleibt eine Gegenkopplung mit Schleifenfilter. Und wenn eine NF-Gegenkopplung das Allheilmittel ist, warum sollte denn dann eine AB-Übernahmeverzerrung in einem Analogverstärker stören?
Selbst beim UcD ist, trotz post-filter-feedback, die Wirkung des Schleifenfilters durch das spezielle Prinzip (Umschaltung im Nulldurchgang) auf 1.Ordnung reduziert, wenn auch erkauft mit unangenehmen Kompromissen.

Also dann: träum schön weiter!