Was hat mich eigentlich geritten "Upwm" einzuführen? Ich vereinfache mal:
Es gilt also beim Subtrahierer: "Unf = Ua - Ub"
Und bei der idealen Ersatzschaltung: "Unf = Ua - (Ua - Ub) / 2" (500 kHz Impedanzwandler)
Beim slew-rate-gebremsten realen Impedanzwandler gilt jedoch: "Unf = Ua - 0"
Es stellt sich also die Frage, ob "Ub = -Ua". Du sagst "nein" und beziehst Dich dabei auf die durch Rdson entstehenden unterschiedlichen PWM-Flächen.
Soweit richtig zusammengefaßt?
Philips macht da einen open-loop-Verstärker, oder?
Ja @#22,
ja @#21. Aber nicht nur durch Rdson. Die sind vom gleichen Typ, bräuchten also so unterschiedlich nicht sein. Aber die Schaltzeiten haben ja auch Einfluss auf die Flächen. Und von denen wissen wir ja schon aus den Datenblättern der Brückentreiber-IC's, dass sie da oben und unten sowie on und off unterschiedlich sind.
Dazu kommt, dass die Gatespannungen der oberen FETS ganz anderen Spannungshüben gegenüber dem Substrat ausgesetzt sind, als die unteren. Und die Versorgung der Gate-Treiber erfolgt für die oberen Schalter aus Bootstrap-Schaltungen. Normaler Weise ist ihre Spannung dadurch etwas niedriger. Es gibt also genügend Wahrscheinlichkeit für Unsymetrie zwischen oben und unten.
Und unterschiedliche Schaltzeiten hast du auch selbst den Schaltstufen schon einmal vorausgesagt.
Laß uns das mit den Flächen mal konsequent durchdenken!
Klingt der SODFA schlechter, wenn die negativen 500kHz Halbwellen (durch falsche Flächenberechnung) beispielsweise 50% zu kurz ausfallen?
Mein Gefühl sagt mir, daß sich daraus nur eine Offsetspannung ergeben kann. Und die kann auch die "Unf = Ua - 0"-Schaltung ausgleichen.
Mit anderen Worten: open-loop währe für den TAD (und andere Vollbrücken) direkt besser als einseitege Regelung. Die kann es nur verschlechtern.
Aber es währe kein SODFA.
Annahme:
Bei + Aussteuerung produziert jede Schaltstufe mehr Fläche (= mehr Ausgangsspannung) als bei ? Aussteuerung. Die Halbbrücke ist also nichtlinear.
Open-loop:
Eine Halbbrücke wird nach + gesteuert -> macht mehr Spannung.
Die andere Halbbrücke wird nach - gesteuert -> macht weniger Spannung.
Die Summe stimmt aber. V=1.
Einseitege Regelung:
Die geregelte Halbbrücke wird nach + gesteuert -> will mehr Spannung machen.
Die Regelung verringert die Pulsweite.
Die andere Halbbrücke wird nach - gesteuert -> macht weniger Spannung.
Durch die verringerte Pulsweite wird die Spannung noch mehr reduziert.
Die Summe ist zu klein (V<1)
Die geregelte Halbbrücke wird nach - gesteuert -> will weniger Spannung machen.
Die Regelung erhöht die Pulsweite.
Die andere Halbbrücke wird nach + gesteuert -> macht mehr Spannung.
Durch die erhöhte Pulsweite wird die Spannung noch mehr erhöht.
Die Summe ist zu groß (V>1)
Mit dem Offset hat das nichts zu tun. Ein Sinus wird dadurch verbogen, auch wenn er wieder in die Mitte geschoben wird.
Ok.. also zum SODFA. Schauen wir uns das PWM-Halbbrücken-Signal vs. NF an:
NF = -1.0V, tPWMon = 0us, (tPWMoff = 2us - PWMon), Uspeaker = -10V
NF = -0.5V, tPWMon = 0.5us, Uspeaker = -5V
NF = 0.0V, tPWMon = 1us, Uspeaker = 0V
NF = +0.5V, tPWMon = 1.5us, Uspeaker = +5V
NF = +1.0V, tPWMon = 2us, Uspeaker = +10V
Nun berechne ich die untere Halbwelle falsch. Es gilt tPWMoff = 3us - PWMon
NF = -1.0V, tPWMon = 0us, Uspeaker = -10V
NF = -0.5V, tPWMon = 0.5us, Uspeaker = -6.6V
NF = 0.0V, tPWMon = 1us, Uspeaker = -3.3V
NF = +0.5V, tPWMon = 1.5us, Uspeaker = 0V
NF = +1.0V, tPWMon = 2us, Uspeaker = +3.3V
Wie man sieht, ergibt sich aus diesem Halbwellen-Fehler einzig ein neuer Nullpunkt. Am Klang ändert sich nichts.
;nein
Noch mal zu #27: Ich hab vielleicht vergessen zu erwähnen: Bei Eingangsspannung 0 stimmt die Fläche. Das ist Voraussetzung, weil wir ja den Offset auf 0 gestellt oder geregelt haben. Also Nichtlineare Übertragungskennlinie, wie bei einem Transistor.
Bei deinen Zahlen bleibt die Übertragung ja linear.
Und wie Nichtlinearität entsteht, habe ich am Beispiel mit Rdson demonstriert.
Durch die genannten Störungen wird nur das Verhältnis der beiden HF-Halbwellen geändert. Das entspricht einem DC-offset und wird vom Modulator kompensiert. Das schafft auch die Ersatzschaltung.
Irgendwelche Zeit- oder Rdson-Effekte verändern zusätzlich die NF-Spannung, aber sie tun dies streng LINEAR, sie beeinflussen als nur die NF-Lautstärke. Auch dieses wird durch den Modulator kompensiert. Im Falle unserer Ersatzschaltung allerdings nur für einen Brückenzweig.
Die positive oder negative NF-Halbwelle kann jedoch durch derartige Störungen nicht einzeln beeinflußt werden, weil sich die NF-Spannung immer aus vielen positiven und negativen HF-Halbwellen bestimmt.
Halten wir für heute erst mal fest:
Die RDS_ON der Transistoren können prinzipiell unterschiedlich sein, besonders zwischen den oberen und unteren Transistoren, da deren Steuerspannungen an den Gates voneinander abweichen können.
Die beiden Brückenzweige (links-rechts) könnten, gerade im TDA, ziemlich identisch aussehen (geringe Unterschiede in den Schaltzeiten aber möglich).
Die Schaltzeiten zwischen den oberen und unteren Schaltern könnten deutlich voneinander abweichen. Soweit einverstanden?
Ich schlussfolgere daraus:
Die Open-loop-Übertragungsfunktion einer einzelnen Halbbrücke kann dadurch im Aussteuerbereich nichtlinear sein. Verwende ich nur einen Brückenzweig zur PWM-Modulation, wodurch ich ihn zwangsläufig linearisiere, vergrößere ich damit die Nichtlinearität des invers angesteuerten anderen Zweiges und damit des gesamten Amp.
Du schlussfolgerst daraus:
Die Open-loop-Übertragungsfunktion einer einzelnen Halbbrücke bleibt dadurch prinzipiell linear, sie wird nur insgesamt verschoben und/oder ihre Steilheit ändert sich. Man kann also den Modulator aus einer Brückenhälfte betreiben, die Verschiebung wird durch Offsetregelung ausgeglichen. Die Steilheit wirkt sich nur auf die Lautstärke aus und bleibt längerfristig konstant.
Die Brummspannungsunterdrückung lässt sich somit durch die einseitige Regelung realisieren, da die Brummspannung für beide Zweige gleich ist. Die Offsetregelung erfolgt integrierend über die aus der Differenz gewonnenen Bezugsspannung für den Modulator.
Richtig?
Dan lassen wir es mal für heute so stehen.
Wir werden unsere Thesen per Simulation unter Beweis stellen müssen. Denn wenn meine These falsch sein sollte, so bricht die ganze virtuelle Masse mit langsamen Impedanzwandlern in sich zusammen.
Gelingt es wirklich nicht, durch geeignete Wahl der Schalterinnnenwiderstände die positive NF-Halbwelle stärker als die negative zu stauchen?
Man könnte die blaue Kurve ja auch durch eine Stauchung der positiven NF-Halbwelle erklären.
Hmmmm....
Lösung:
Ich hänge meine beiden Addierer-Widerstände nicht an die HF-Ausgänge, sondern an die beiden NF-Ausgänge der Vollbrücke (also parallel zum Speaker). Als Impedanzwandler nehmen ich einen hochwertigen NF-OP, der dann die virtuelle Sodfa-Masse erzeugt.
Somit können sowohl DC-Offsets als auch denkbare NF-Fehler vollständig ausgeregelt werden.
Ich trenne mal HF von NF. "Unf" ist die Sollspannung am Eingang.
Die Subtrahiererschaltung rechnet "Unf = Integral(Uhf_a - Uhf_b)", also
"Unf = Unf_a - Unf_b"
Die Ersatzschaltung rechnet: "Unf = Integral(Uhf_a) - (Unf_a + Unf_b) / 2", also
"Unf = (Unf_a / 2) - (Unf_b / 2)"
Beim Subtrahierer braucht mal also: einen HF-OP, zwei C's, vier R's.
Bei der Ersatzschaltung braucht man dagegen: zwei NF-OPs, sechs R's.
Wenn man allerdings einen NF-Differenzeingang wünscht, so ergibt sich folgende Rechnung...
Der Subtrahierer mit sym. Input braucht: einen HF-OP, einen NF-OP, zwei C's, acht R's.
Die Ersatzschaltung bleibt wie sie ist: zwei NF-OPs, sechs R's.
Irgend eine NF-Eingangsstufe zur Impedanzwandlung brauchst du in jeden Fall. Ob sie nun symmetrisch ist oder nicht. Und fang bitte nicht wieder an, Wiederstände zu zählen.
Die virtuelle SODFA-Masse würde ich genauso verdrahten, wie ich sie gezeichnet hab. Sie unterscheidet sich von der Gerätemasse nur um wenige hundert Millivolt.
Die Gerätemasse sollte (unkritisch) zwischen +UB und -UB liegen, kommt zum Beispiel vom Mittelzapf des Trafos und dient den beiden 15V-Stabis als Bezugspunkt.
Ich würde nen Quad-OP nehmen. So ein LT4711 steckt auch locker nen 80ns-Komparator in die Tasche, wenn man ihn mit +/-15V versorgt.
![[Bild: 1_pic26.jpg]](https://stromrichter.org/d-amp/content/images/1_pic26.jpg)
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