[christianw.]

Mich interessieren noch 2-3 Messungen, zum einen THD als Funktion der Betriebsspannung (eventuell auch F-Gang?) sowie der Einfluss der 10R+1u-Kombination vor AVCC. Meines Erachten hört man eine Verbesserung, eventuell hat hier aber das Netzteil diesbezüglich den größten Einfluss?

Vielen Dank!

[alfsch]

ok...THD : bei 12V + 20V ? + mit 8r oder ohne Last?

+ 10r/1u Verbesserung bei..? Klang , Rauschen...Klirr ? (was soll ich messen: FFT, Klirr mit last ...? )

[christianw.]

THD bei 8V + 12V + 20V (+ Grundrauschen) mit Last.

Also THD als Funktion der Frequenz.

10R/1u Verbesserung bei Klirr, so habe ich das zumindest gehört.

Vllt. könnte man da messen, wie sehr ein SMPS im Vergleich zu ner Batterie durchdrückt. (mit/ohne 10R/1u)

Vllt. auch nur Einbildung.

(Der interne LDO bringt ~-70dB bei ?? kHz)

Btw.

Ich habe die 2. Version nahezu fertig, am Wochenende soll das DSP-Board fertig werden.

[christianw.]

Na, wie siehts aus.

[christianw.]

Um mal wieder eine meiner "wundersamen" Fragen zu stellen, wie legt man denn "Bulk-Capacitance" sinnvoll aus? Auf den Boards sind ja derzeit 2x330uF mit ca. 80mR pro Kondensator.

Wieviel ist sinnvoll, wieviel ist notwenig, wonach erfolgt die Auslegung?

Ich hab mir eine solche "Testschaltung" zusammengedacht:



Bei welcher Frequenz schaut man sich das an, wieviel Ripple/Drop lässt man zu, welche Leistung setzt man an?

Eine/Eure Herangehensweise interessiert mich.

[voltwide]

Ich fokussiere da auf den ESR und die Strombelastbarkeit.
Der sich ergebende ripple ist nicht so das große Thema bei Vollbrücke, da sich die Störungen weitgehend kompensieren.

Interessant ist die Frage nach der Impedanz der Speisequelle in der Praxis -
1 Ohm erscheint mir da schon recht pessimistisch, jedenfalls bei einem typischen Notebook-Netzteil.

Zur Bemessung der Kapazität. Wir haben es hier ja nicht mit 100Hz-Gleichrichtung zu tun, wo tausende uF wünschenswert sind.
Die Kondensatoren puffern Strompulse im Bereich mehrerer 100kHz.
1000uF mit 20mR (RC=20us) ergeben eine Eckfrequenz von 1/2pi*20us = 7kHz.
Die Impedanz ist also ab 7kHz nahe 20mR.
Demnach reichen ein paar hundert uF.

Bei einem angenommenen Innenwiderstand von 1 Ohm ergibt sich ein TP mit einer Eckfrequenz von 160Hz, d.h. im Sub-Bassbereich ist mit 1 Ohm Innenwiderstand zu rechnen. Vollbrücke mit 8Ohm Last entspricht bei clipping-Einsatz einem 16Ohm Widerstand. Der ripple läge dann in der Größenordnung von 1/16 oder 6%.

Um dies zu verbessern kommt eigentlich nur eine Lösung in Frage: Herabsetzen des Innenwiderstandes der Versorgung (kurze, dicke Leitung). Ein fetter bulk-cap von 10.000uF macht zwar optisch was her, ist aber imho eher wirkungslos.

[E_Tobi]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Interessant ist die Frage nach der Impedanz der Speisequelle in der Praxis -
1 Ohm erscheint mir da schon recht pessimistisch, jedenfalls bei einem typischen Notebook-Netzteil.

Aus meiner Erfahrung raus, eher ~200mOhm, aber das ist schon recht viel.
(Edit: bzw, ein schlechtes Netzteil)

Wo ich aber mehr Bedenken hätte sind die 160Hz (Edit:bzw, die untere Grenzfrequenz) - die Ausregelzeit bei den meisten Netzteilen die ich so kenne liegt eher im Bereich ~ms, die Spannungsabweichung bei Lastsprüngen schon bei ein paar Prozent....oder vielen Prozent, je nachdem wie der Netzteilhersteller das mit der Qualität seiner Produkte so hält...

Wenn der Amp kein Voltage feed forward hat würde ich vielleicht eher großzügig sein, mit der Kapazität...

[voltwide]

Wenn wir mal ganz pessimistisch 10% Einbruch im Subbassbereich ansetzen, entspräche dies 1dB Pegelverlust - wäre also gerade noch wahrnehmbar.

[christianw.]

Lohnt es sich für die Betrachtung, das Modell des Netzteils/Generators + Kabel zu erweitern? Oder geht man der Einfachheit halber von einer Batterie aus?

Mit einem "relativ" kurzem/dicken Kabel kommt man ja auch mit bspw. 10uF aus.

Hintergrund der gesamten Fragestellung sind natürlich auch Kosten. Viel hilft viel kostet Geld und ist nicht (immer) zielführend.

Der Verstärker ist in diesem Fall bis 22V spezifiziert. Ich bekomme für das selbe Geld 560uF/25V oder 330uF/35V.

Brauche/Möchte ich nun mehr Kapazität (weil besser/notwendig/sinnvoll), oder gehe ich nach der "Daumenregel" -> Nächster Nennwert + 1Stufe auf 35V. Natürlich gibt es auch 560uF/35V für mehr Geld, brauche/will ich das?

Meine Überlegung zur Auslegung bezüglich des Netzteils (oder) Modell für ein Notebook-Netzteil wäre "Standard" -> 19V 3.42A, legen wir da noch 20% drauf, die das Netzteil an Strom liefern kann -> 4.104A Spitzen(dauer)leistung. Für das Modell ergäbe sich damit ein "Ri" von 4.62Ohm gefolgt von dem Ausgangselko des Netzteils. (Bspw. 1000-2000uF) Dahinter folgt ein Kabel(modell), 2*1.5m Kupfer 0.75mm² mit:

0.0175 [Ohm*mm²/m] * 2m*1.5m/0.75mm² = 70mR

Was machen wir mit dem induktiven Anteil des Kabels? Spielt das bei der Auslegung noch eine Rolle, oder führt das zu weit?

Die Frage nach der Auslegung wird sich nicht das letzte Mal stellen - ist eine solche Betrachtung bei Class-D (für Audio) nicht so wichtig wie bei Class-A/B?



Edit:

Ich habe das hier gefunden, in wie weit sich das adaptieren lässt kann ich nicht beurteilen.

http://s.eeweb.com/pl/1276571499-decoupl...itance.pdf

http://www.st.com/web/en/resource/techni...145610.pdf

[E_Tobi]

Zitat:Original geschrieben von voltwide

Wenn wir mal ganz pessimistisch 10% Einbruch im Subbassbereich ansetzen, entspräche dies 1dB Pegelverlust - wäre also gerade noch wahrnehmbar.

Schon, das gibt aber K3...ist ja nimmer linear, sobald die Regelschleife eingreift...

[voltwide]

10uF als Elko mit Low-ESR und 3~5 Arms? Wird wohl kaum zu haben sein.
Da brauchst Du schon mehrere 100uF um hin zu kommen.
Als MLCC würde ich mehrere 10u/50V verwenden, richtig billig wird das auch nicht.

Der Innenwiderstand des Netzteils errechnet sich nicht über Maximalstrom und Nennspannung, sondern ist erstmal differentiell zu betrachten.
Wenn Du schon mit dem Netzteil in die Strombegrenzung fährst, mußt Du in der Simulation auch mit einer entsprechenden Konstantstromquelle den Elko speisen.

Die Leitungskapazität bildet mit dem Stützkondensator einen Resonanzkreis.
Geht man von maximal 1uH (schon ziemlich hoch gegriffen) und 500uF Eingangskapazität aus so hätte man theoretisch eine Resonanz bei 8kHz zu erwarten.
Nimmt man die Summe aus ESR und Leitungswiderstand mit 0,2Ohm an,
ergibt sich ein Gütefaktor von etwa 0,25 - d.h. da wird sich nicht allzuviel tun.

Low-ESR Elkos von mehreren 100uF führen zu weitaus geringeren Gütefaktoren als MLCC von kleinerer Kapazität und bedämpfen sicher etwaige Schwingkreise.

[christianw.]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
10uF als Elko mit Low-ESR und 3~5 Arms? Wird wohl kaum zu haben sein.

Das ist klar.

Irgendwie fehlt mir noch der Ansatz zum Ganzen, ich würde das "Problem" gerne näher beleuchet wissen. (Mich dolcht, dass auf Grund der Komplexität eines solchen Gesamtsystems keine allgemeingültige Arbeitsanweisung herauskommt)

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi
Schon, das gibt aber K3...ist ja nimmer linear, sobald die Regelschleife eingreift...

Da wären wir dann beim "Netzteilklang"?

[alfsch]

Da wären wir dann beim "Netzteilklang"? --- jepp

also ich versuchs mal ...
zuerst solltest du festlegen, wo die Reise hingehen soll, sprich:
- hi-end , super-design , Preis egal
- optimiert auf optimale Qualität (im Rahmen des -sinnvoll- möglichen)
- optimiert auf Preis - Aufwand / Qualität (geringe Verluste sind ok)
- optimiert auf Preis (Geiz is geil, solange es noch irgendwie geht)

DANN kommt die Frage, wie man das nun auslegt, bzw mit welchen Bauteilen usw.

also ...wohin ?

[christianw.]

Zitat:Original geschrieben von alfsch

- optimiert auf optimale Qualität (im Rahmen des -sinnvoll- möglichen)
- optimiert auf Preis - Aufwand / Qualität (geringe Verluste sind ok)

Genau dazwischen.

(Beim DSP-Board bewegen wir uns wohl auch dazwischen)

Beim hier diskutierten Verstärker sollte/muss wohl nicht auf Volllast ausgelegt werden, da im oberen Leistungsbereich bereits andere Unzulänglichkeiten der Kette dominieren (werden). -> Chassis, THD vom Verstärker-IC-Design.

Mir ist ebenfalls klar, dass für eine Anwendung "draussen" durchaus anders kalkuliert werden kann als bei Wohnzimmereinsatz.

Draussen:
- maximaler Pegel bei höherer unterer Grenzfrequenz
- höhere Verzerrungen/Verfälschungen etc. akzeptabel
- Batteriespeisung (mit/ohne Step-up Boost Topologie)

Wohnzimmer:
- geringerer Pegel mit mehr "Headroom"/Dynamikreserven bei niedrigerer unterer Grenzfrequnz
- Verzerrungen/Verfälschungen etc. akzeptabel weniger/nicht akzeptabel
- Netzteilspeisung (primärgetaktet)

[alfsch]

jo, ich denke, optimiert auf Preis - Aufwand / Qualität ist das Ziel

also: erstmal, was der chip haben will (ala db) : einige 1n, 100n + 220u elko ;
ok, das also ist "Pflicht" ;
und es sollte auch genug sein, um bei Verwendung eines "ordentlichen" NT in etwa die Angaben aus dem db zu erreichen, sprich: optimiert auf Preis - Aufwand / Qualität ;

kennen wir aber die Qualität des NT nicht wirklich , weil eben irgendsowas von defektem Labbi oder vom Sperrmüll, was 20V und 3A liefern soll, sollten wir etwas mehr "Puffer" reinpacken; der Hersteller des Labtop NT hat sicher auch eher "gespart";
also überlegen wir kurz:
der chip macht maximal 2x 40W bei 20V an 4r , also 4A peak Strom; den sollten die elkos also liefern;
der chip is ja nun auch noch "digital", er schaltet und macht max. 7A peak, also die müssen nah am chip von den caps "abgefangen" werden;
somit : nah am chip die xn cercaps, ich würde nen 5 oder 10u je Kanal dazu setzen, dann 2x nen low esr 220 oder 330u elko* , und am nt-anschluss als extra Puffer nen "dicken" elko (alte Faustregel war : je A nimmste 1000uF ) , also hier 4A -> 4700u ,
oder 2200u, wenn man eher von 8ohm Betrieb ausgeht .

[E_Tobi]

Das IC nimmt die Versorgungsspannung ins Feedback, -70dB PSRR bei 20Hz...dann is ja doch ned so schlimm, mit den Elkos.

[voltwide]

Ein typisches Laptop-Netzteil hat primär 47 - 100uF bulk cap.
Man rechnet mit 1uF/1W.

Dieser Speicherkondensator muß groß genug sein, um kurzzeitige Netzausfälle zu überbrücken (EMV-Normen).

Die in 47uF bei 300V= gespeicherte Energie ist genauso groß wie die in 10 000uF gespeicherte Energie bei 20V=.

Von daher sehe ich keinen Nutzen darin, sekundär 3300uF parallel zu schalten.

[christianw.]

Zitat:Original geschrieben von alfsch

jo, ich denke, optimiert auf Preis - Aufwand / Qualität ist das Ziel

also: erstmal, was der chip haben will (ala db) : einige 1n, 100n + 220u elko ;
ok, das also ist "Pflicht" ;
und es sollte auch genug sein, um bei Verwendung eines "ordentlichen" NT in etwa die Angaben aus dem db zu erreichen, sprich: optimiert auf Preis - Aufwand / Qualität ;

kennen wir aber die Qualität des NT nicht wirklich , weil eben irgendsowas von defektem Labbi oder vom Sperrmüll, was 20V und 3A liefern soll, sollten wir etwas mehr "Puffer" reinpacken; der Hersteller des Labtop NT hat sicher auch eher "gespart";
also überlegen wir kurz:
der chip macht maximal 2x 40W bei 20V an 4r , also 4A peak Strom; den sollten die elkos also liefern;
der chip is ja nun auch noch "digital", er schaltet und macht max. 7A peak, also die müssen nah am chip von den caps "abgefangen" werden;
somit : nah am chip die xn cercaps, ich würde nen 5 oder 10u je Kanal dazu setzen, dann 2x nen low esr 220 oder 330u elko* , und am nt-anschluss als extra Puffer nen "dicken" elko (alte Faustregel war : je A nimmste 1000uF ) , also hier 4A -> 4700u ,
oder 2200u, wenn man eher von 8ohm Betrieb ausgeht .

Wie sieht nun eine Auslegung nach "optimiert auf optimale Qualität (im Rahmen des -sinnvoll- möglichen)" bzw. "optimiert auf Preis (Geiz is geil, solange es noch irgendwie geht)" aus?

Wie lange müssen die Elkos die 4/7A liefern? Dienen diese nur zum Auffangen der 400kHz Schaltfrequenz? Bei 30Hz Signal und maximalem Pegel sind 660uF laut Simulation wesentlich zu wenig. (Wie man leicht sieht)

Die Erfahrung hat, zumindest bei diesem TI Produkt, gezeigt, dass die Angaben des Datenblattes nicht immer das Maß der Dinge sein muss. (Siehe Plop-Problematik und Angaben zu den Koppel-Cs für eine Quelle mit "0" Ohm)

Nochmal bezugnehmend auf:

http://s.eeweb.com/pl/1276571499-decoupl...itance.pdf

Werde ich das mit den darin enthaltenen Fomeln mal durchgehen.

Hmm...

[alfsch]

ich sage mal: die "Geiz" Version könnte so sein:
2x : 100n nah am chip, 220u Elko -- alles weitere darf das NT bringen

optimiert: müsste man erstmal simulieren, wie sich die caps gegenseitig verhalten;
weil: es gibt mit hoher Wahrscheinlichkeit extra Resonanzen, wenn diverse 1n..10..100 usw caps kombiniert werden;
also: mit den "Parasiten" der caps ne simu machen...dann kann man eher sehen, welche Kombination optimal sein könnte;

[voltwide]

Du hast die "Nah-Kapazität" direkt neben dem chip, so wie von Alfsch beschrieben.
Im Bassbereich bestimmt das Netzteil oder die Batterie wieweit die Spannung unter Last einbricht. Ich schätze mal 1Vpp ripple sollte da passen.

Im übrigen meine ich, dass weder Batterie noch Netzteil mit hohem Innenwiderstand selbst mit 10.000uF nennenswert zu verbessern wären. Sperrwandler im current-mode regeln an sich recht schnell aus. Allerdings weiss ich nicht, wie sich ein vorgeschalteter PFC auswirkt.

Ansonsten kann ich sagen, dass beim gig am letzten Freitag in der Kneipe mein GitAmp mit Notebooknetzteil sich gut geschlagen hat gegen Vocals, Bass, Keyboards und DrumSet, und von den Jungs war keiner zimperlich. Der Trick bei der Sache war, wie immer, der Lautsprecher. Der 10" Jensen hat sich als etwas schwach auf der Brust herausgestellt, aber verstärkt durch meinen uralt 15" IREL haben die insgesamt 20W voll ausgereicht.