[Beobachter]

Das nachfolgende Layout vermittelt einen ersten Eindruck vom Stand meiner derzeitigen Entwicklungen. Wie gesagt, macht es ja wirklich keinen Sinn mehr, noch passive Lautsprecher zu entwickeln. Konsequenterweise ist mein neues PWM-Aktivmodul auch deutlich kleiner, als eine Passivweiche. Auf einer Platinenfläche von 66mm x 76mm habe ich 2 PWM-Vollbrücken mit je 200WRMS nebst Aktivweiche untergebracht. Die Bauhöhe beträgt 23 mm:

http://img505.imageshack.us/img505/7319/...rd75xh.jpg

Die Platinenränder links und rechts dienen nur der Befestigung in einer Box, beim Einbau in ein Gehäuse können sie entfernt werden.

Das Modul benötigt nur eine einfache Versorgungsspannung von plus40V bis plus60V, je nach gewünschter Leistung. Alle internen Versorgungsspannungen ( +-5V, +12V ) werden über den integrierten ?Sub-Miniatur-3fach-DC-DC-Wandler? erzeugt. Das NF-Signal wird durch einen Stromeingang zugeführt. Damit ist mit einem einfachen dreiadrigen Kabel eine absolut störungsfreie Signalübertragung auch über längere Entfernungen möglich.

Das Einschalten erfolgt über die Versorgungsspannung, verzögert und geräuschlos. Ferner sind enthalten ein Unterspannungsschutz, sowie Überlast- und Kurzschlussschutz mit automatischer, verzögerter Wiedereinschaltung.

Zum Schutz der angeschlossenen Lautsprecher ( 2-Wege System ) ist ein programmierbarer LDR-Limiter integriert.

Die Aktivweiche beinhaltet einen Pegelsteller, einen Sallen-Key Hochpass und einen Sallen-Key Tiefpass, jeweils mit programmierbarer Frequenz und Q-Faktor-Einstellung ( Q unabhängig vom Pegel ) für den Tief-Mitteltöner, sowie einen unabhängigen Pegelsteller und einen ebenso einstellbaren Sallen-Key Hochpass für den Hochtöner.

Die SODFA-Treibermodule sind ebenso wie die Aktivweiche steckbar und können z.B. auch gegen UcD-Teibermodule ausgetauscht werden. Dazu befinden sich auf der Grundplatine Miniatur-Steckbrücken, mit denen das Gegenkopplungssignal auch hinter dem Filter abgenommen werden kann.

Besondere Sorgfalt habe ich auf die Masseführung verwendet, die bei meinem ersten Versuchsaufbau noch nicht optimal war. Jeder Verstärkerkanal hat eine eigene Leistungs- und Treibermassefläche auf der Unterseite, die Hauptmassefläche liegt entkoppelt davon auf der Oberseite und ist gänzlich frei von ?dicken Strömen?. Alle Masse- und Plusversorgungsleitungen verlaufen sternförmig zum Zentralanschlussstecker, jede der vier Leistungs-Halbbrücken ist über eine eigene Miniatur-Siebdrossel entkoppelt und alle Signale werden zwischen den einzelnen Modulen quasisymmetrisch übertragen.

Die etwas seltsam aussehenden Ausgangsdrosseln bestehen je aus 4 übereinander gelegten und gemeinsam bewickelten ?T44-2?-Amidon Eisenpulverkernen. Das ergibt bei minimaler Baugröße einen sogar noch um 25% kleineren R_DC, als bei einem einzelnen ?T106?, der deutlich größer ist und mir die geringe Bauhöhe von 23mm ruiniert hätte.

Details folgen später, muß erstmal schlafen!

[alfsch]

hmmm, sieht klasse aus !
die zusammengesetzten kerne sind cool

bin gespannt auf das hörtest-ergebnis...

[Beobachter]

@alfsch

Erstmal Danke für das Lob. Um den Klang mache ich mir keine Sorgen. Was ich aber noch nicht gänzlich abschätzen kann, ist die Sache mit der NF-Stromübertragung. Rein theoretisch müsste es damit möglich sein, ein Audio-Signal ( als Strom, nicht als Spannung ) über eine einfache, nicht abgeschirmte Leitung über eine längere Strecke störungsfrei zu übertragen. Leider konnte ich im Internet ( und auch sonst nirgends ) keinerlei Informationen finden, ob das schon mal jemand versucht hat.

[Rumgucker]

Ja. Ist seit ca. 1917 normale Studiotechnik

[Phantom]

Was erwartest du von so einem?

[Beobachter]

@Rumgucker

Für auf einen Verweis auf die Original-Patentschrift von 1917 wäre ich dir außerordentlich dankbar. ;deal2

Schade, dass man hier offenbar überhaupt nicht mehr vernünftig diskutieren kann.

[alfsch]

ich selbst habe mal sowas ausgedacht, aber nie gebaut/getestet.
ein bekannter (audio-entwickler) hat mit current-mode getestet, und angeblich super ergebnisse (klangqualität bei langen leitungen) erzielt.
deine idee, mit (wenn ichs richtig verstanden habe) nur 3 adern, 2xpower +1 signal, geht wohl nicht, da irgendwie immer verkopplug der power-ströme mit der signal-rückführung auftritt; musste wohl schon 4 adern nehmen, 2power+2signal, dann sehe ich kein problem; stecker zb: XLR 4, speakon NL-4...

[Rumgucker]

Pflaum mich nicht an.!

Man hat schon seit Urzeiten Trafos genommen, um (eingeprägte) NF-Ströme über weite Entfernungen auf ungeschirmtem Klingeldraht zu übertragen. Schon im 1.Weltkrieg als "Feld-Telefonie" verwendet (daher 1917) . Einen perfekten "current-mode" konnte man damals noch nicht, aber die Unterschiede sind minimal.

Auch jede Türsprechanlage arbeitet nach diesem Prinzip.

In der Computerrei werden mit "echten" Strom-Bussen weite Entfernungen überwunden (RS422). In jeder Industrieelektronik arbeiten beispielsweise "4-20mA"-Schnittstellen. Auch in Euren Autos arbeiten Strom-Schnittstellen (CAN-Bus). Meßsignale, Töne, Daten usw. werden im Profibereich überwiegend mit eingeprägtem Strom übertragen.

Es ist wirklich ein Rückgriff in die Anfänge der Technikgeschichte. Patentierbar ist da nichts mehr.

[Beobachter]

@alfsch

Ja, so macht diskutieren Spaß ( vielleicht lernt Rumgucker das ja auch noch mal! ).

Klar, mit 4 Adern gibts deutlich weniger Probleme und wenn die NF eine Spannung ist, ginge es auch nur so. Ich denke aber an eine ganz spezielle praktische Anwendung, wo a priori nur 3 Adern ( 2 Adern plus Zentralmasse ) zur Verfügung stehen. In der Theorie dürfte es aber bei einer NF-Stromübertragung selbst dann keine Störungen geben, wenn die Masseleitung gleichzeitig zur Rückführung des NF-Stromes und zur Rückführung des Leistungsstromes verwendet wird.

Bei einer NF-Spannungsübertragung ist die Signalquelle niederohmig und der Empfänger am Eingang hochohmig. Wenn durch die Signalmasse jetzt ein zusätzlicher Strom fließt, so führt das zu einer Potentialverschiebung, die sich direkt am ( hochohmigen ) Eingang des Empfängers zur Signalspannung addiert und als Störung hörbar wird.

Bei einer NF-Stromübertragung ist es genau umgekehrt: Signalquelle hochohmig, Empfänger niederohmig. Eine Potentialverschiebung durch die Masseleitung dürfte sich also nicht auf den Empfänger auswirken.

[alfsch]

klar, schon richtig, sagte ja nix von "geht nicht" (gar nicht)
meinte damit: geht nicht perfekt...
aber bei langer leitung und ac-anteil im power-strom (wohl unvermeidlich) verkoppelt die leitung selbst induktiv. jetzt haste eben doch einen unerwünschten anteil im signal-strom.

[Beobachter]

@Rumgucker

Auch wenn Du dich mal wieder maßlos im Ton vergriffen hast, so ist das doch mal eine Antwort, mit der man was anfangen kann und mir sogar Mut macht, dass das ganze auch mit 3 Adern funktioniert.

Deinen halben gespielten Wutausbruch sehe ich dir nach, da Du dich ja offenbar mit Patentrecht überhaupt nicht auskennst: Wenn ich in irgendeiner Form vorgehabt hätte, die NF-Stromübertragung zum Patent anzumelden, hätte ich die Prinzipschaltung wohl kaum hier veröffentlicht - denn dann könnte ich sie allein deshalb ( selbstgeschaffener Stand der Technik ) nicht mehr zum Patent anmelden!

Man fragt sich allerdings, warum offenbar in der Hifi-Technik dieses Prinzip kaum angewendet wird.

[Beobachter]

@alfsch

An die induktive Verkoppelung habe ich natürlich auch schon gedacht. Wenn aber NF-Stromleitung, Masseleitung und Plusleitung parallel verlaufen, so müßten sich doch die Induktionsströme der Plusleitung und der Masseleitung auf die NF-Stromleitung gegenseitig aufheben.

[alfsch]

hmm, bei 3adern, flachkabel, signal in der mitte: das kann "hinhauen"

[Beobachter]

Als nächstes der Schaltplan der Aktivweiche. Das Layout habe ich noch nicht angefangen, die Pinbelegung und die Abmessungen des Moduls stehen aber schon fest: 23mm x 46mm.

http://img500.imageshack.us/img500/8242/ac202ms74bi.jpg

Das Modul kann auch mit allen anderen Signalquellen und Endstufen kombiniert werden. Die verwendeten OPs haben Rail-to-Rail Ausgänge, sodass schon bei +-5V ein max. Spannungshub von +-4.5V zur Verfügung steht. Die maximale Versorgungsspannung liegt bei +-12V. Grundsätzlich können auch alle anderen Doppel-OPs in SO8 verwendet werden.

Der einfachste Teil ist der Limiter, der trotz seiner Einfachheit von keinem noch so aufwendigen Studiogerät übertroffen werden kann, denn der LDR erzeugt prinzipbedingt keine nichtlinearen Verzerrungen und hat zudem eine für Audiosignale ideale immanente Regelgeschwindigkeit. Die maximale Sinusleistung wird einfach mit ZD1 eingestellt. Will man speziell den Hochtöner schützen, wählt man für ZD1 einen geeigneten kleineren Wert und verbindet ?BMp? und ?BMm? ( Polung egal ) mit dem Hochtonverstärker.

Der Eingang ist universell ausgelegt. Steht ein Stromsignal zur Verfügung, wird Eplus mit I_NF verbunden und Eminus kommt an Masse. Eine symmetrische NF-Spannung kommt direkt an Eplus und Eminus, für eine asymmetrische NF-Spannung wird der Eingang quasisymmetrisch, wenn man I_NF an Masse legt. Die Signalspannung kommt an Eplus, die Signalmasse an Eminus.

Zu den Pegelstellern ist nichts weiter zu sagen, die Aktivfilter haben eine Besonderheit, die ich hier noch mal erkläre, bevor wieder Fragen aufkommen: Die Ausgangssignale werden jeweils nicht am Ausgang der Filter-OPs abgenommen, sondern über Impedanzwandler an deren E-. Damit wird erreicht, dass bei Änderung der Filtergüte ( RQ>0 ) nicht auch der Pegel mit ansteigt, sondern konstant bleibt. Bei der praktischen Abstimmung eines LS-Systems ist das eine echte Hilfe, wenn man nicht dauernd zwei Parameter gleichzeitig berechnen und ändern muß.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Beobachter
Man fragt sich allerdings, warum offenbar in der Hifi-Technik dieses Prinzip kaum angewendet wird.

Möglicherweise weil die Herren Hifi-Techniker im ersten Semester ("Einführung in die allgemeine Elektrotechnik") noch in der Mensa rumlungerten?

[Gast]

Welche Schaltung gehört denn jetzt zu dem in #1 gezeigten Layout?

[Beobachter]

Der Schaltplan für das Miniatur-Aktivmodul sieht so aus:

http://img252.imageshack.us/img252/33/so...ms78cq.jpg

Die Schaltung ist so konzipiert, dass durch auswechseln der Steckmodule Mod1 bis Mod4 eine maximale Flexibilität erreicht werden kann. Die Steckverbinder Con1 und Con2 bestehen auf der Platine aus jeweils 6 Einzel-IC-Kontakten ( Bürklin 16B620 ), die mit Kodierbrücken ( Bürklin 15B771 ) so verbunden werden können, dass die Gegenkopplungssignale für die Treibermodule Mod3 und Mod2 wahlweise vor, oder hinter den Ausgangsdrosseln abgegriffen werden. Somit können verschiedene PWM-Konzepte getestet und miteinander verglichen werden.
Die bereits bekannte Schaltung für das SODFA-Treibermodul sieht so aus:

http://img283.imageshack.us/img283/1986/sodfdms72ut.jpg

Und hier ist die UcD-Variante:

http://img283.imageshack.us/img283/4581/ucddms75cu.jpg

Die UcD-Schaltung entstand aus einem monatelangen Simulationsmarathon, der diese Schaltungsvariante letztlich als optimal herausstellte.

Die käuflich zu erwerbenden UcD-Fertigmodule basieren ja auf einem gewagten schaltungstechnischen Spagat. Das Grundprinzip setzt für den stabilen Betrieb eine definierte Signalverzögerung voraus, die aber nicht durch eine zusätzliche Hysterese am Komparatoreingang entstehen darf ( wie von einigen Spezis der hifiakademie vorgeschlagen ), denn dann entstehen erhebliche nichtlineare Verzerrungen. Bei den Fertigmodulen wird die Verzögerung daher durch einen ganz bewusst ?schlechten? diskreten Komparator und eine ebenfalls vergleichsweise sehr träge diskrete Treiberstufe erzeugt, sodass zwangsläufig alle Nachbauversuche in einer nicht enden wollenden ?Fummelei? ausarten müssen. Macht man es ?zu gut?, schwingt das Ding unter Umständen viel zu schnell, macht man es wieder ?schlechter?, ergeben sich entweder Verluste oder Verzerrungen. Bei den bisherigen UcD-Schaltungen sind einfach alle den Verstärker definierenden Parameter untereinander abhängig und können daher nicht exakt optimiert werden.

Die vorliegende Schaltung arbeitet mit zwei hintereinander geschalteten, sehr schnellen und präzisen Komparatoren, die über ein verzögerndes RC-Glied ( R5, Ct ) verbunden sind. Durch Variation von Ct lässt sich jetzt die Schwingfrequenz variieren, ohne dass andere Parameter davon beeinflusst werden. Gleichzeitig kann mit einer schnellen Leistungsschaltstufe nach dem Stand der Technik gearbeitet werden, ohne dass der Verstärker gleich im MHz-Bereich schwingen muß. Für den ersten Komparator habe ich den ultraschnellen LT1719 eingesetzt, der eine vollsymmetrisch 5V-Rail-to-Rail Ausgangsstufe besitzt und diesen zwischen +-2.5V ?aufgehängt?, die durch die Flussspannungen der beiden gelb-grünen LEDs erzeugt werden.

[SSassen]

Stefan,

Zitat:Die UcD-Schaltung entstand aus einem monatelangen Simulationsmarathon, der diese Schaltungsvariante letztlich als optimal herausstellte.

Bitte erzahl mal, und gib uns mal ein par bilder etc. wie vergleicht die UcD sich zum SODFA? Zum byspiel mit der THD, linearitait, etc. etc.

GruB,

Sander.

[Beobachter]

Hallo Sander,

nachdem Rumgucker das LT-Simulationsprogramm überzeugend mies machen konnte, kann man nur noch sagen, dass die Unterschiede zwischen SODFA und UcD kaum noch im Bereich der Interpretierbarkeit der simulierten FFT-Analyse liegen.

Letztlich kann hier nur ein praktischer Vergleichstest Klarheit schaffen. Einer der Gründe für das hier gezeigte Verstärkermodul mit steckbaren Ansteuerschaltungen.

Die Simulationen zeigen aber zumindest, dass das UcD-Grundprinzip nicht schlecht ist, obwohl die in den Fertigmodulen verwendete Schaltung auf gar keinen Fall zum Nachbau zu empfehlen ist.

[SSassen]

Stefan,

Kannst du dan mal einer einfacher variant posten, dan kann ich sie simulieren mit LTspice und dan wissen wir mehr? Einer 'proof-of-concept' ist was ich meine.

GruB,

Sander.