12.08.2005, 11:39 PM
In #70 habe ich noch geschreiben:
„a ich inzwischen weiß, dass keiner eine Komplettschaltung anschaut, zerlege ich sie mal Stück für Stück, und fange mit dem Eingang an:“,
und was macht Rumgucker? Er haut mir gleich die ganze Schaltung um die Ohren.
Die sich neu zugeschaltet haben wissen jetzt auch gleich, wo wir heute angefangen haben.
Nein im Ernst: abgesehen davon, dass ich wieder kaum Zeit für meine eigentliche Arbeit hatte, sehe ich es wie Rumgucker. Wir sind heute ein Stück näher am (an einem) realen SODFA.
Kann ich davon ausgehen, dass wir symmetrischen Eingang (C4 & C5 auf 3p3 geändert), Tiefpass und Softclipping-Limiter so stehen lassen? (Sander unser AUFTRAGGEBER , will schließlich bald Ergebnisse sehen.)
Dann geht es jetzt mit dem Bild in #86 weiter, und die Frage ist zu klären, ob wir den Differenzverstärker IC2 einfach weglassen können, und uns bei der PWM-Signalerzeugung auf einen Brückenzweig beschränken.
Auch ich war von Anfang an kein besonderer Freund des Differenzverstärkers. Der OPV muss hochpräzise eine Signaldifferenz aus Signalen mit hoher Flankensteilheit und ggf. einigem Überschwingen bilden.
Für Weglassen spricht:
Die Schaltung ist prinzipiell symmetrisch, der Modulator bezieht sich auf UB/2 als GND.
Dem Komparator eines Hysteresewandlers (nicht SODFA) ist es prinzipiell egal, wo seine Schaltschwellen liegen, der Integrator gleicht entstandene Fehler unmittelbar in der nächsten Integrationsperiode wieder aus. Durch die Symmetrie könnte die Abweichung auch zum SODFA-Prinzip gering genug sein, um keine Rolle zu spielen.
Gegen Weglassen:
Es gibt nicht nur einen möglichen Fehler bei der Komparatorschwelle, sondern schon bei der Integration selbst, da auch und besonders diese von der Schaltspannung gesteuert wird. Wir haben als Maß für die Integration nicht das Flächenintegral der gesamten Schaltstufen-Ausgangsspannung, sondern nur der aus einer Brückenhälfte.
Ist also die Brücke wirklich so symmetrisch?
Die beiden Brückenhälften sind bestimmt identisch aufgebaut und noch dazu auf einem Chip. Allerdings hat Rumgucker ihnen bereits unterschiedliche Schaltzeiten im ns-Bereich nachgesagt, durchaus denkbar. Auch die RDS_ON könnten Unterschiede aufweisen.
Was aber ist mit dem oberen und unteren Schalter der Halbbrücken? Und spielt das eine Rolle?
Während einer NF-Halbwelle arbeitet bei einer Brückenhälfte, z.B. der, die der Modulator sieht (an der die Rückkopplng hängt), vorwiegend der untere FET (ist also länger geöffnet). Bei der anderen Hälfte ist es während dessen der obere Schalter, der die Arbeit verrichtet. Alle Fets sind vom gleichen Leitungstyp, dass ist erst mal positiv. Nun wissen wir aber bereits von den MOS-Treiber-ICs, dass durch das nötige Levelshifting die Schaltzeiten oben und unten nicht identisch sind. Auch die Kapazität zum Substrat spielt eine Rolle, das obere Gate muss dem Substrat gegenüber einen viel höheren Spannungshub absolvieren, als das untere. Außerdem wird der untere Schalter direkt, der obere über eine Bootstrap-Schaltung versorgt. Das sind genügend Unterschiede, um das Schaltverhalten der Schaltstufen voneinander abweichen zu lassen, und damit eine einzelne NF-Halbwelle verbiegen zu können. Da nützt es auch nichts, wenn die nächste Halbwelle dann entgegengesetzt verbogen wird, im Gegenteil.
Das ganze kann man auch nicht simulieren. Selbst wenn wir vom TDA8939 ein Modell hätten, würde es wohl diese Feinheiten nicht hergeben.
Beobachter und Ampericher haben uns berichtet, dass ein SODFA mit Differenzverstärker durchaus hervorragend funktioniert. Erleichtert wird die Situation für ihn eventuell durch die Dämpfungsglieder aus R42/43 und C33..36 (sie wirken ja auf die Schaltausgänge, die auch der Ausgangsfilter sieht).
Also was nun? Wenn wir nicht beide Varianten aufbauen wollen (das währe auf jeden Fall die teuerste Lösung und nur vertretbar, wenn wir das Teil in riesen Stückzahlen vermarkten wollen würden), müssen wir uns, wie gesagt, für eine entscheiden. Dabei sollte für mein Verständnis Signalqualität den Vorrang vor ein bisschen Einspaarung haben.
Ich votiere für den Differenzverstärker. In diesem Falle müssten wir uns natürlich ggf. um einen geeigneteren Typ und die richtige Dimensionierung kümmern.
PS
Ich will nicht wieder Recht behalten oder meine Ansichten / meine Schaltung durchsetzen. Wollte ich übrigens noch nie. Auch ich finde die Diskussion natürlich fruchtbar und erfolgversprechend, Teamwork eben. Auch ich suche immer nach einfacheren und besseren Lösungen. Aber einfacher und dadurch ggf. schlechter (was ich in diesem Fall natürlich nur erahnen kann) ist für mich zumindest nicht befriedigend. Dazu müsste ich nicht Monate lang nach Lösungen suchen.
„a ich inzwischen weiß, dass keiner eine Komplettschaltung anschaut, zerlege ich sie mal Stück für Stück, und fange mit dem Eingang an:“,
und was macht Rumgucker? Er haut mir gleich die ganze Schaltung um die Ohren.
Die sich neu zugeschaltet haben wissen jetzt auch gleich, wo wir heute angefangen haben.
Nein im Ernst: abgesehen davon, dass ich wieder kaum Zeit für meine eigentliche Arbeit hatte, sehe ich es wie Rumgucker. Wir sind heute ein Stück näher am (an einem) realen SODFA.
Kann ich davon ausgehen, dass wir symmetrischen Eingang (C4 & C5 auf 3p3 geändert), Tiefpass und Softclipping-Limiter so stehen lassen? (Sander unser AUFTRAGGEBER , will schließlich bald Ergebnisse sehen.)
Dann geht es jetzt mit dem Bild in #86 weiter, und die Frage ist zu klären, ob wir den Differenzverstärker IC2 einfach weglassen können, und uns bei der PWM-Signalerzeugung auf einen Brückenzweig beschränken.
Auch ich war von Anfang an kein besonderer Freund des Differenzverstärkers. Der OPV muss hochpräzise eine Signaldifferenz aus Signalen mit hoher Flankensteilheit und ggf. einigem Überschwingen bilden.
Für Weglassen spricht:
Die Schaltung ist prinzipiell symmetrisch, der Modulator bezieht sich auf UB/2 als GND.
Dem Komparator eines Hysteresewandlers (nicht SODFA) ist es prinzipiell egal, wo seine Schaltschwellen liegen, der Integrator gleicht entstandene Fehler unmittelbar in der nächsten Integrationsperiode wieder aus. Durch die Symmetrie könnte die Abweichung auch zum SODFA-Prinzip gering genug sein, um keine Rolle zu spielen.
Gegen Weglassen:
Es gibt nicht nur einen möglichen Fehler bei der Komparatorschwelle, sondern schon bei der Integration selbst, da auch und besonders diese von der Schaltspannung gesteuert wird. Wir haben als Maß für die Integration nicht das Flächenintegral der gesamten Schaltstufen-Ausgangsspannung, sondern nur der aus einer Brückenhälfte.
Ist also die Brücke wirklich so symmetrisch?
Die beiden Brückenhälften sind bestimmt identisch aufgebaut und noch dazu auf einem Chip. Allerdings hat Rumgucker ihnen bereits unterschiedliche Schaltzeiten im ns-Bereich nachgesagt, durchaus denkbar. Auch die RDS_ON könnten Unterschiede aufweisen.
Was aber ist mit dem oberen und unteren Schalter der Halbbrücken? Und spielt das eine Rolle?
Während einer NF-Halbwelle arbeitet bei einer Brückenhälfte, z.B. der, die der Modulator sieht (an der die Rückkopplng hängt), vorwiegend der untere FET (ist also länger geöffnet). Bei der anderen Hälfte ist es während dessen der obere Schalter, der die Arbeit verrichtet. Alle Fets sind vom gleichen Leitungstyp, dass ist erst mal positiv. Nun wissen wir aber bereits von den MOS-Treiber-ICs, dass durch das nötige Levelshifting die Schaltzeiten oben und unten nicht identisch sind. Auch die Kapazität zum Substrat spielt eine Rolle, das obere Gate muss dem Substrat gegenüber einen viel höheren Spannungshub absolvieren, als das untere. Außerdem wird der untere Schalter direkt, der obere über eine Bootstrap-Schaltung versorgt. Das sind genügend Unterschiede, um das Schaltverhalten der Schaltstufen voneinander abweichen zu lassen, und damit eine einzelne NF-Halbwelle verbiegen zu können. Da nützt es auch nichts, wenn die nächste Halbwelle dann entgegengesetzt verbogen wird, im Gegenteil.
Das ganze kann man auch nicht simulieren. Selbst wenn wir vom TDA8939 ein Modell hätten, würde es wohl diese Feinheiten nicht hergeben.
Beobachter und Ampericher haben uns berichtet, dass ein SODFA mit Differenzverstärker durchaus hervorragend funktioniert. Erleichtert wird die Situation für ihn eventuell durch die Dämpfungsglieder aus R42/43 und C33..36 (sie wirken ja auf die Schaltausgänge, die auch der Ausgangsfilter sieht).
Also was nun? Wenn wir nicht beide Varianten aufbauen wollen (das währe auf jeden Fall die teuerste Lösung und nur vertretbar, wenn wir das Teil in riesen Stückzahlen vermarkten wollen würden), müssen wir uns, wie gesagt, für eine entscheiden. Dabei sollte für mein Verständnis Signalqualität den Vorrang vor ein bisschen Einspaarung haben.
Ich votiere für den Differenzverstärker. In diesem Falle müssten wir uns natürlich ggf. um einen geeigneteren Typ und die richtige Dimensionierung kümmern.
PS
Ich will nicht wieder Recht behalten oder meine Ansichten / meine Schaltung durchsetzen. Wollte ich übrigens noch nie. Auch ich finde die Diskussion natürlich fruchtbar und erfolgversprechend, Teamwork eben. Auch ich suche immer nach einfacheren und besseren Lösungen. Aber einfacher und dadurch ggf. schlechter (was ich in diesem Fall natürlich nur erahnen kann) ist für mich zumindest nicht befriedigend. Dazu müsste ich nicht Monate lang nach Lösungen suchen.