13.11.2005, 01:20 AM
Die folgende Schaltung beschreibt mein neues PWM-Steuermodul:
http://img119.imageshack.us/img119/8113/socfdms76fr.jpg
Auf den ersten Blick darf man sich fragen, wie eine PWM-Steuerung nur so abartig kompliziert ausfallen kann. Die Schaltung stellt aber meiner Meinung nach die einfachste Möglichkeit dar, die Frequenz des PWM-Verstärkers sowohl unabhängig von der Betriebsspannung, als auch unabhängig vom Modulationsgrad konstant zu halten, ohne dabei die Signalverarbeitungsqualität zu beeinträchtigen. Solange das ganze jetzt, wie von mir geplant, auf ein SMD-Modulplatinchen von 30mm x 45mm untergebracht werden kann, soll mir die schaltungstechnische Komplexität egal sein.
Schaltungsbeschreibung:
Die SODFA-Grundschaltung ist zu erkennen um U1B und U2. Als Komparator ist hier der zum LT1016 pinkompatible AD8561 vorgesehen. Eine Klangverbesserung ist dabei nicht unbedingt zu erwarten, aber zumindest hat der AD8561 bei ansonsten vergleichbaren Eigenschaften keinen so abartig hohen Ruhestrom, wie der LT1016.
Am Ausgang arbeitet wieder der bewährte LT1720 als Totzeitgenerator, die MOSFET-Treiber ( HIP2101 oder LM5101A ) sind auf die Hauptplatine verlegt.
Der Eingangs-Differenzverstärker mit U1A und der schnelle Differenzverstärker für die Gegenkopplung mit U4 bedürfen wohl keiner weiteren Erklärung.
In Erweiterung zur SODFA-Grundschaltung liegt R7 nicht direkt am Ausgang von U4, sondern es ist der ultraschnelle Analogmultiplizierer U3 zwischengeschaltet, der wiederum vom Multiplizierer U5 moduliert wird. Der AD835 erzeugt an seinem Ausgang die Spannung U(X1, X2, Y1, Y2) = ( UX1 ? UX2 ) * ( UY1 ? UY2 ). Bei U3 liegen die Eingänge X2 und Y2 auf Masse, sodass die Ausgangsspannung von U3, die über R7 die Hysterese von U2 bestimmt, direkt mit der Ausgangsspannung von U5 an X1 von U3 multipliziert, bzw. skaliert wird. Letztlich führt das dazu, dass die symmetrischen Komparatorschwellen von U2 ( bei M=0 sind es +-1V ) bei steigendem Modulationsgrad abgesenkt werden, und zwar exakt in dem Maße, dass die Schwingfrequenz konstant gehalten wird. Dafür muß die Ausgangsspannung von U3 mit dem Faktor ( 1-M*M ) skaliert werden.
Genau diesen Faktor erzeugt U5 ( in Verbindung mit U6A und U6B ). An den Eingängen von U5 liegen die Spannungen X1=+1V und Y2=-1V und X2=Y1 sind mit dem Ausgang von U1A und damit direkt mit dem NF-Eingangssignal verbunden, das bei theoretischer Vollaussteuerung des Verstärkers ( M=1 ) ebenfalls bei Ue=+1Vmax oder Ue=-1Vmax liegt. Somit gilt M= I Ue I und die Ausgangsspannung von U5 hat die Form ( 1 ? M ) * ( 1 + M ) = ( 1 ? M*M ), wie gewünscht.
Damit ist die Frequenz nun zwar unabhängig von M, aber noch nicht gleichzeitig unabhängig von der Betriebsspannung Vplus, denn wenn Vplus unter Last absinkt, muß bei gleicher analoger Ausgangsspannung Ua der Modulationsgrad steigen, sodass nicht mehr gilt M=Ue. Um das wiederum zu kompensieren, sind die beiden OPs U6A und U6B vorgesehen, die die symmetrischen Spannungen UX1 und UY2 an U5 direkt proportional aus der Betriebsspannung Vplus erzeugen.
Hallo Rumgucker,
ich wäre dir dankbar, wenn Du den Autor dieses Threads von "Gast" in "Beobachter" korrigieren würdest. Ich habe mich hier zwar schon zig mal "eingeloggt", irgendwie werde ich aber immer wieder "ausgeloggt".
Mit freundlichem Gruß
Beobachter
http://img119.imageshack.us/img119/8113/socfdms76fr.jpg
Auf den ersten Blick darf man sich fragen, wie eine PWM-Steuerung nur so abartig kompliziert ausfallen kann. Die Schaltung stellt aber meiner Meinung nach die einfachste Möglichkeit dar, die Frequenz des PWM-Verstärkers sowohl unabhängig von der Betriebsspannung, als auch unabhängig vom Modulationsgrad konstant zu halten, ohne dabei die Signalverarbeitungsqualität zu beeinträchtigen. Solange das ganze jetzt, wie von mir geplant, auf ein SMD-Modulplatinchen von 30mm x 45mm untergebracht werden kann, soll mir die schaltungstechnische Komplexität egal sein.
Schaltungsbeschreibung:
Die SODFA-Grundschaltung ist zu erkennen um U1B und U2. Als Komparator ist hier der zum LT1016 pinkompatible AD8561 vorgesehen. Eine Klangverbesserung ist dabei nicht unbedingt zu erwarten, aber zumindest hat der AD8561 bei ansonsten vergleichbaren Eigenschaften keinen so abartig hohen Ruhestrom, wie der LT1016.
Am Ausgang arbeitet wieder der bewährte LT1720 als Totzeitgenerator, die MOSFET-Treiber ( HIP2101 oder LM5101A ) sind auf die Hauptplatine verlegt.
Der Eingangs-Differenzverstärker mit U1A und der schnelle Differenzverstärker für die Gegenkopplung mit U4 bedürfen wohl keiner weiteren Erklärung.
In Erweiterung zur SODFA-Grundschaltung liegt R7 nicht direkt am Ausgang von U4, sondern es ist der ultraschnelle Analogmultiplizierer U3 zwischengeschaltet, der wiederum vom Multiplizierer U5 moduliert wird. Der AD835 erzeugt an seinem Ausgang die Spannung U(X1, X2, Y1, Y2) = ( UX1 ? UX2 ) * ( UY1 ? UY2 ). Bei U3 liegen die Eingänge X2 und Y2 auf Masse, sodass die Ausgangsspannung von U3, die über R7 die Hysterese von U2 bestimmt, direkt mit der Ausgangsspannung von U5 an X1 von U3 multipliziert, bzw. skaliert wird. Letztlich führt das dazu, dass die symmetrischen Komparatorschwellen von U2 ( bei M=0 sind es +-1V ) bei steigendem Modulationsgrad abgesenkt werden, und zwar exakt in dem Maße, dass die Schwingfrequenz konstant gehalten wird. Dafür muß die Ausgangsspannung von U3 mit dem Faktor ( 1-M*M ) skaliert werden.
Genau diesen Faktor erzeugt U5 ( in Verbindung mit U6A und U6B ). An den Eingängen von U5 liegen die Spannungen X1=+1V und Y2=-1V und X2=Y1 sind mit dem Ausgang von U1A und damit direkt mit dem NF-Eingangssignal verbunden, das bei theoretischer Vollaussteuerung des Verstärkers ( M=1 ) ebenfalls bei Ue=+1Vmax oder Ue=-1Vmax liegt. Somit gilt M= I Ue I und die Ausgangsspannung von U5 hat die Form ( 1 ? M ) * ( 1 + M ) = ( 1 ? M*M ), wie gewünscht.
Damit ist die Frequenz nun zwar unabhängig von M, aber noch nicht gleichzeitig unabhängig von der Betriebsspannung Vplus, denn wenn Vplus unter Last absinkt, muß bei gleicher analoger Ausgangsspannung Ua der Modulationsgrad steigen, sodass nicht mehr gilt M=Ue. Um das wiederum zu kompensieren, sind die beiden OPs U6A und U6B vorgesehen, die die symmetrischen Spannungen UX1 und UY2 an U5 direkt proportional aus der Betriebsspannung Vplus erzeugen.
Hallo Rumgucker,
ich wäre dir dankbar, wenn Du den Autor dieses Threads von "Gast" in "Beobachter" korrigieren würdest. Ich habe mich hier zwar schon zig mal "eingeloggt", irgendwie werde ich aber immer wieder "ausgeloggt".
Mit freundlichem Gruß
Beobachter