09.09.2005, 10:13 AM
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.
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
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.
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