[E_Tobi]

Hi D-Ampler,

ich stecke grad mitten in der Entwicklung eines DSP-basierten filterless Class D für viel Leistung an hoher Impedanz (>=8Ohm). Die meisten schönen Basschassis im Bereich 18" haben halt mal 8Ohm, hilft nix ^^

Was ich mich die ganze Zeit schon frage ist, welche Verzerrungsmechanismen gibts bei der Modulation die man für filterless Class D braucht? Bei der normalen Modulation muss man sich ja über die Totzeit Gedanken machen, das ist klar. Aber, gilt das im selben Maße hier auch? Und, was sonst noch?

Muss ich, um die Verzerrungen niedrig zu halten, was in der Hardware vorsehen oder kann ich das ganze per Software im Griff halten?

Und, wie führe ich die Gegenkopplung am besten aus?

Ich wollte (Da das ganze nur für Tiefton ist, kleiner 300Hz) einfach jeden Zweig tiefpassgefiltert (Edit:Oder integriert) auf den DSP zurückführen...gibts da schlauere Methoden?

Danke schon mal!

Grüße, Tobi

[Rumgucker]

Hi,

ich versteh das noch nicht ganz. "Filterless" wird doch eigentlich nur im Zusammenhang mit relativ leistungsschwachen (< 50 Watt?), platzsparenden und kostensensiblen Verstärkern verwendet.

Letztlich lässt es sich ja "filterless" nicht vermeiden, dass gehörig HF über den Lautsprecher fließt. Zwar kann man das mit verwickelten Taktsteuerungen mindern. Aber weg kriegt man den Dreck ja nie.

Einfach die im Lautsprecher "eingebaute" Induktivität zur Glättung zu verwenden, ist nicht optimal. Die "voice-coils" sind nicht für HF gebaut. Gerade bei eh schon stark belasteten Antriebselementen würde ich sinnlose Hitze durch HF vermeiden.

Bist Du Dir ganz sicher, dass Du wirklich "filterless" machen musst/willst?

[E_Tobi]

Ich finde die Modulation elegant...das hin-und-her schalten zwischen der positiven und nnegativen Rail muss doch nicht sein ^^ Einen "kleinen Filter" werd ich vielleicht trotzdem noch dahinter klemmen, mal sehen was das Layout hergibt. Die Schaltfrequenz kann ich leider nicht grenzenlos hochtreiben weils der DSP nicht hergibt. Die Halbleiter sind auch limitiert. Aber ich geb mir Mühe die beste Mitte zu treffen.

[E_Tobi]

Sagen wir so: Ich hab zwei Halbbrücken (von mir aus auch eine oder drei - ich bin nicht an Baugröße oder Kosten gebunden) und einen mächtigen Prozessor für einen Kanal - Was mache ich damit: Zwei Halbbrücken mit wenig Leistung und der normalen Modulation, oder eine H-Brücke mit viel Leistung und "Filterless-Modulation"?

[Rumgucker]

Zu #3:

Stimmt. Wegen der höheren Frequenzen bei der trickreicheren filterless-Schalterei kannst Du vermutlich schon mit kleinen Maßnahmen die Lautsprecher entlasten.

Ich denke, dass die Totzeit bei filterless Verstärkern keine Rolle spielt.

Das mit den Verzerrungen dagegen ist schon ne heiße Sache. DSP ist halt zeitdiskret. Um bei 20kHz Tonfrequenz auf 0,1% Fehler zu gelangen, müsste der DSP mit 20 MHz an seinen Portpins wackeln können. Keine Großtat aber eben auch kein Selbstgänger, weil ja noch einiges an Software zwischen zwei Wacklern abgearbeitet werden muss. Was für einen DSP willst Du verwenden?

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Was mache ich damit: Zwei Halbbrücken mit wenig Leistung und der normalen Modulation, oder eine H-Brücke mit viel Leistung und "Filterless-Modulation"?

Natürlich keine Frage! Filterless-Modulation natürlich!

[E_Tobi]

Jau, dachte ich auch.

Auf 20kHz will ich gar nicht - das gibt der Prozzessor bei 16 Bit Auflösung nicht her. Auch nicht bei 8 Bit. Also beschränke ich mich von vorne herein auf Bass.

Prozessor wir der STM32F417, ein Cortex. Der hat genug Power um zwischendrin auch noch Filter oder anderes zu berechnen.

Die LEistungselektronik ist eigentlich so weit geklärt, die Frage nach Verzerrungsmechanismen beschäftigt mich trotzdem noch...wenn ich schaltungstechnisch was tun kann um die Situation zu verbessern dann mache ich das...

Über Hardware für Gucki`s neuartige Eckverschiebung hab ich auch schon nachgedacht...ein PID-Regler rechnet der Prozessor in wenigen Microsekunden aus...

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Die LEistungselektronik ist eigentlich so weit geklärt, die Frage nach Verzerrungsmechanismen beschäftigt mich trotzdem noch...wenn ich schaltungstechnisch was tun kann um die Situation zu verbessern dann mache ich das...

Wichtig ist gewiss ein präzises Schalten der Endstufe. So dass man die Endstufe auch wirklich per Software im Griff hat. Jittrern wär zum Beispiel schlecht. Insofern können kräftige Treiber nicht falsch sein.

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Über Hardware für Gucki`s neuartige Eckverschiebung hab ich auch schon nachgedacht...ein PID-Regler rechnet der Prozessor in wenigen Microsekunden aus...

Die braucht extra kleine Gehäuse, damit der Eigenresonanzpeak bestens gedämpft wird. Denn nur einen gedämpften Schwingkreis kann man relativ leicht "ziehen".

Und obendrein hab ich Zweifel, ob sich das Verfahren jemals gut anhören wird. Bei hoher Schleifenverstärkung ist das Nachschwingen des Systems bei schlechtem PID-Regler gruselig. Ist ein halt ein Oszillator kurz vor Schwingungseinsatz.

Leise wirds dagegen in jedem Fall sein. Aber auch schon bei "leise" fliegen einem bei 10 Hz die Membranen um die Ohren.

Es soll ja zu allererst Messungen dienen.

Das ganze per Software abzufackeln, finde ich klasse!

[E_Tobi]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Wichtig ist gewiss ein präzises Schalten der Endstufe. So dass man die Endstufe auch wirklich per Software im Griff hat. Jittrern wär zum Beispiel schlecht. Insofern können kräftige Treiber nicht falsch sein.

Ja, die werden sorgfeältig geplant und vermutlich diskret ausgeführt. Integrierte Treiber für Ansteuerung floatender N-Mos (per Bootstrap) sind oft ein wenig schwach auf der Brust, und auch anfällig für Fehlansteuerung bei (Schein)Fehlern in der Versorgung oder der Ansteuerung. Das kann ich gar nicht brauchen. Da hats schon oft gescheppert.

Als Zeitbasis nehm ich einen externen Quarzoszillator plus interne PLL, die sind recht stabil gegen die "schädliche" Form des Jitterns. An der Stelle mache ich mir da gar keine Gedanken...schwieriger wirds wohl die Durchlaufzeit der Software konstant zu halten, egal was passiert...
Irgendwo eine falsche Priorisierung von Interrupts, oder ein Registerzugriff über irgendwelche Umwege, und die Äquidistanz ist dahin ^^

Wird sicher zur Konsequenz haben dass ich die von ST gestellte Library nicht nutzen kann, die ist voll von verschlungenen Registerzugriffen über irgendwelche bedingte Abfragen...einfach anzuwenden, aber kaum zu kontrollieren...

Naja, erst mal das Layout und die Schaltung...

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Die braucht extra kleine Gehäuse, damit der Eigenresonanzpeak bestens gedämpft wird. Denn nur einen gedämpften Schwingkreis kann man relativ leicht "ziehen".

Und obendrein hab ich Zweifel, ob sich das Verfahren jemals gut anhören wird. Bei hoher Schleifenverstärkung ist das Nachschwingen des Systems bei schlechtem PID-Regler gruselig. Ist ein halt ein Oszillator kurz vor Schwingungseinsatz.

Leise wirds dagegen in jedem Fall sein. Aber auch schon bei "leise" fliegen einem bei 10 Hz die Membranen um die Ohren.

Ich bin gespannt wo du rauskommen wirst, mit dem Vorgehen. War ja bestimmt noch nicht alles ^^
Eine Membranabtastung kann ich trotzdem vorsehen, dann halt als Steckkarte zum erweitern. Das überlege ich mir aber dann genau wenn Schaltung und Layout vom Leistungsteil stehen...


Hast du vielleicht noch eine geschickte Idee zur Gegenkopplung in so einer Anordnung? Was mir gerade einfällt - Ich könnt die geschalteten Zyklen auf einen Portpin geben und versuchen die tatsächliche On-Time zu messen. Muss ich mal genau ausrechnen ob die Hardware das hergibt...

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Hast du vielleicht noch eine geschickte Idee zur Gegenkopplung in so einer Anordnung? Was mir gerade einfällt - Ich könnt die geschalteten Zyklen auf einen Portpin geben und versuchen die tatsächliche On-Time zu messen. Muss ich mal genau ausrechnen ob die Hardware das hergibt...

Du schaltest doch selbst. Dann weißt Du doch auch, was Du geschaltet hast. Die Gegenkopplung steckt ja schon in der Modulation.

Anders sieht es natürlich aus, wenn Du wirklich messen willst, wieviel Energie in einem Puls steckt. Das macht der SODFA ja höchst elegant. Das kriegst Du aber mit einem DSP nicht hin. Also lieber ne harte Betriebsspannung und gut ist.

[alfsch]

im Bass sollte ne BD-Modulation optimal sein
..hab dir (Tobi) ne PM geschrieben

[Bild: slide_25.jpg]