TL082 rise time geschakeld als comparator tergend beroerd!?


Op 5 november 2020 18:38:00 schreef EgbertG:
Ik verwacht dat t ook nog wel zal werken met 300 Khz, maar ik las ergens dat "standaard" 400 Khz wordt gebruikt in klasse D audio amps.

Tja, maar daar zal je ook geen TL071 tegen komen in het PWM circuit, dat zit allemaal geïntegreerd (je kunt tegenwoordig idioot krachtige klasse D IC's krijgen, random voorbeeld: TPA3250). Ja, een TL071 IC kan voor PWM. Ja, een klasse-D versterker op 400kHz kan. Dat eerste kan niet (op zinninge wijze) op 400kHz, dat tweede kon niet in de tijd dat de TL081 familie uit kwam.

Om toch even zeker te weten dat ik nog niet hallucineer van het teveel thuis moeten zitten .... ik zie nog steeds 16v/us staan ;-) Zal t toevoegen als bijlage.

Houd er rekening mee dat dit getal niet leidend is, omdat de 'gain-bandwidth', die indirect gerelateerd is, een belangrijke limiet stelt aan wat je in een gesloten lus versterker kan doen. Het is belangrijk om je te realiseren dat dit getal alleen gemeten kan worden als je de schakeling 'open loop' draait, zoals Sine toonde. Als je externe componenten toevoegt omdat je een geïtegreerde oplossing niet leuk vindt zal je een beter begrip moeten kweken van de functie en werking van (in het bijzonder) de compensatie. Blackfin rekent ook al voor wat er gebeurt als de versterking afneemt:

Op 2 november 2020 10:33:47 schreef Blackfin:
U beschikt over een oscilloscoop en vermoedelijk ook een functiegenerator dus als u hem in lineair bedrijf test kunt u eenvoudig de bode functie achterhalen toch?

edit:

"@Blackfin:Aangezien een opamp bedoelt is om in een tegengekoppeld systeem te functioneren dien je een rondgaande versterking te handhaven die op zijn minst een orde hoger is dan het signaal dat de opamp moet verwerken.

-> deze is me niet helemaal duidelijk.... Wat betekent dat in het geval van bovenstaande schakeling."

De generieke overdracht van een tegengekoppeld systeem is:

A = G / (1 + B * G)

Waarin A de versterking van de gesloten lus is, B de absolute waarde van de tegenkoppelfactor en G de voorwaarde gain bij de signaalfrequentie.

In geval van uw inverterende schakeling geldt:

B=1
G= 10 bij 400kHz

Daaruit volgt:

A = 10 / (1+(1*10)) = 0.909

De versterking bedraagt dus geen factor -1 maar slechts -0,909
U dient de doorgaande versterking op zijn minst een orde te verhogen (factor 10) tot 100 om uit te komen op het volgende resultaat:

A = 100 / (1+(1*100)) = 0.990

Voor een doorgaande versterking van een factor 1000 zal het resultaat 0,999 bedragen. Precisie en hoge bandbreedte gaan dus niet samen in tegengekoppelde systemen.

Onderschat de nood aan dergelijke berekeningen niet. Deze IC's zijn ontworpen om audiofrequenties met een verwaarloosbare vervorming te kunnen weergeven, als je ver buiten dit frequentiegebied komt gaat het snel achteruit met de kwaliteit van je signaal. Als je een vervormde driehoek gebruikt als basis voor je PWM signaal zal het resultaat waarschijnlijk significante vervorming tonen. Als je echt van discreet houdt zoals je zegt zou ik aanraden om zelf een opamp te bouwen uit losse transistoren en te kijken wat er gebeurt. Als alternatief kan je accepteren dat een losse hobbyist niet op een middagje een 400kHz klasse-D versterker uit zijn mouw schudt en proberen met een PWM signaal te beginnen met een lagere frequentie.

Op 5 november 2020 18:38:00 schreef EgbertG:
Dank voor uitleg programmable. Ok, dat is slechts de keuze uit een andere optie qua gedrag .. als ik denk aan programmable dan verwacht ik nog meer intelligentie in zo'n ding.

Verwacht er weinig van, dat is het zo een beetje denk ik. Het blijft een marketing natuurlijk. ;)

EgbertG

Special Member

Ik zat al te denken aan een condensator die ik met 2 stroombronnen laadt en weer ontlaadt. 2 PNP's en 2 NPN's als stroomspiegel en die aansturen met een strakke 400 Khz blokgolf

Pe1jku
EgbertG

Special Member

Hoe kan dit nou? 2x15Watt klasse D, maar ik zie nergens een LPF?

Pe1jku
maartenbakker

Special Member

De alternatieve uitleg "Luidspreker Power Filter" geeft al aan waar dat zit ;) I have a coil and I'm not afraid to use it.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
Frederick E. Terman

Honourable Member

En ach.. wat zou er mis gaan als je de 400 kHz PWM direct op de luidspreker zet?
Tussen de individuele pixels van een beeldscherm interpoleer je tenslotte óók niet, en toch is dat beeld ook best genietbaar. ;)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
EgbertG

Special Member

Sorry ... Low Pass Filter

Begrijp ik dat dat extern wordt bijgeleverd?

Pe1jku
maartenbakker

Special Member

Extern, zelf aan te sluiten in de vorm van een luidspreker.

Op 6 november 2020 16:52:52 schreef benleentje:
[...] Low Power Factor ?

Ik gok Low Pass Filter, maar dat wordt dus door de condensatoren en de luidspreker zelf gevormd. Je moet er dus geen piezotweeter op aansluiten.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 6 november 2020 17:23:47 (10%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Toch vind ik dat rood omlijnde gedeelte verdacht veel op een LC filter lijken. De dikke track gaat telkens het grijze componentje in, en komt er aan de andere kant weer uit. If it looks like an inductor and smells like an inductor...

[Bericht gewijzigd door Kruimel op 6 november 2020 18:50:39 (44%)]

Sine

Moderator

In principe is het ding ontworpen om zonder filter te werken, schakelfreq is in de orde van 400kHz, dus die tweeter gaat dat echt niet kunnen volgen ;)

Filteren schijnt voornamelijk een EMC ding te zijn volgens de datasheet (p.21):

The MAX9744 meets common EMC radiation limits with-out a filter when the speaker leads are less than approxi-mately 10cm. Using lengths beyond 10cm is possibleverifying against the appropriate EMC standard.

Hier nog een hi-res foto van de Adafruit pagina waar het ontwerp zo te zien vandaan komt:

https://www.circuitsonline.net/forum/file/61999

Ze bevestigen op de productpagina inderdaad dat er een blokgolf uit komt:

Since it is a class D amplifier, the signal out of these speaker blocks is a high frequency (~300KHz) PWM square wave. The inductance of the speaker smooths out this signal into audio frequencies of 20-20KHz.

Het lijkt er op dat dit een soort variant is van het 'ferrite bead filter' uit de datasheet:

EgbertG

Special Member

en zo worden alle mysteries weer opgelost! Gewoon geen filter dus!

Pe1jku
blackdog

Golden Member

Hi,

Ik zou met dat soort printjes dat zoals hier gezegt die 15 Watt kunnen produceren toch opletten met luidsprekers systemen met een aparte tweeter.

Natuurlijk helpt de inductie van de tweeter het opgenomen vermogen te beperken,
maar er zijn ook tweeters die maar een paar Watt continu kunnen hebben.

Dus de tweetes krijgen met dit systeem al een basis vermogen altijd toegevoerd en daar komt dan nog b.v. de muziek en vaak het clippen bij...

De datasheet is nogal wazig over dat er op de uitgangen staat en hoe door hun gemeten.
Maar voor een breedband speaker is het allemaal geen probleem dat je een 300kHz stoozender in huis hebt gehaald met antennes van meters lang! :+

Schakel voedingen moeten aan strenge normen voldoen bij deze vermogens en bij dit printje plaatsen we een paar mini componenten voor wat filtering, ach... het is wel goed zo.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
KGE

Golden Member

Op 7 november 2020 10:06:12 schreef EgbertG:
en zo worden alle mysteries weer opgelost! Gewoon geen filter dus!

Filter zit ingebouwd in de luidspreker :-)
Kijk maar eens naar de impendantiecurve van een luidspreker.
Boven het hoorbare gebied gaat die al snel naar tientallen ohms.

Ha EgbertG,

Ga dat printje gebruiken of.... einde project :?
Jou opmerking

Ik zat al te denken aan een condensator die ik met 2 stroombronnen laadt en weer ontlaadt. 2 PNP's en 2 NPN's als stroomspiegel en die aansturen met een strakke 400 Khz blokgolf

is helemaal niet verkeert :D

Alleen begrijp ik dan de 400 kHz blokgolf niet helemaal je kunt op die manier direct een driehoek golfvorm maken.
Ik zit dan gelijk aan een OTA te denken of dat haalbaar is voor 400 kHz kwestie van onderzoeken.

Anders misschien toch een blokgolf oscillator en een integrator gebruiken net als @Martin V in zijn ontwerp gebruikt belangrijk is de lineariteit van de driehoek in relatie tot je eisen.

Zo'n printje wat je laat zien is niet te gebruiken voor een lange transmissie lijn de opmerking van @blackdog is helder denk daar over na.
Zo'n ontwerp is gemaakt voor in een gettoblaster korte draadjes >:)
Maar ga je dat printje gebruiken of loop een en ander parallel.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
maartenbakker

Special Member

Ik kom deels terug op mijn eerdere uitspraak. Er zitten zo te zien inderdaad SMD ferrite beads op dat printje. Bij 400kHz hoeft de inductie niet heel hoog te zijn om het ergste er al uit te filteren. De luidspreker doet de eventuele rest.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 7 november 2020 13:18:34 (21%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
EgbertG

Special Member

Ik stop zeker niet met het project. Veel leuker om iets met etiket zelfbouw te kunnen neerzetten op het dressoir!

Ik heb wat onderdelen besteld ( opamps ) en zodra die binnen zijn ga ik kijken of t daarmee wel lukt de driehoek te maken.

Pe1jku

Dat is toch niet zo moeilijk?
Onderstaande schema is een integrator op 400kHz.
Voor de opamp kun je een TL072 nemen of zoals in het schema staat een TLC272.

"tijd is relatief"
EgbertG

Special Member

Nee, klopt is inderdaad niet zo moeilijk, maar wel als je dat probeert met OPAMPS met een waardeloze slew rate .....
en om eerlijk te zijn denk ik niet dat de TLC272 het zou redden met 5v/us .....

Inmiddels de blokgolf uit een NE555 gevoed in de 2 stroombronnen en boven verwachting goed.

Hoezo kan een opamp dat niet als t met 4 oude transistoren wel gaat vraag ik me dan af.

Pe1jku

Ha EgbertG,

Even een proefje gedaan met een OTA LM13700 om direct een driehoek te genereren 400 kHz dus 2,5 µs gaat wel maar ik vindt er te veel jitter op zitten |:(

Ik ga deze week nog wel een experiment doen met een diamant transistor ik heb nog wel een exemplaar als OTA de OPA860 die is 4000 V / µs ik heb daar wel eens een oscillator op 100 MHz mee gemaakt.
Maar het gaat om de korte tijd stabiliteit dat zie je gelijk terug op je audio ook als de driehoek niet lineair is daar heb ik aan zitten rekenen i.v.m. het project van @Martin V.
Ik denk dan ook dat een NE555 niet bruikbaar is als je enige kwaliteit wil waarborgen.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
EgbertG

Special Member

50v/us !!!! Dat is ook wel een serieuze slew rate van die LM13700!

Ik zie t hier op mijn scope inderdaad ook die jitter. Misschien
dan toch maar beginnen met een kristaloscillator en dat paar keer delen
met een D flipflop.

Gevoelsmatig denk ik ook dat een LC oscillator minder staat te
jitteren en die sinus krijg je natuurlijk ook wel makkelijk tot een
blok.

Pe1jku

Ha EgbertG,

Met betrekking tot jou ontwerp/toepassing zal je niet onder een kristal oscillator uitkomen.
Dat is uiteraard geen punt een goed verkrijgbaar kristal is 400 kHz niet |:( maar 3,2 MHz is er plenty delen door 8 en klaar shaper er achter en je heb een mooie blokgolf.
Daar na een integrator hier kan je ook een OTA gebruiken maar je kunt ook de OTA als PWM gebruiken !

Die TL494 is niet echt bruikbaar voor kwaliteit audio..... maar goed een modulator heb je al een idee welke constructie je gaat gebruiken.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
EgbertG

Special Member

Ik heb volgens mij in de oude rommelbak een kristal gevonden van 550Khz.
275Khz is vast ook nog wel genoeg en ook volgens Shannon ;-)

De modulator .... de audio inkoppelen op de ingang van de NE529 en uit dat stukje vintage komt een prachtige PWM die een push pull NMOS FET trap ingaat gevoed met + en - 20volt.

Zou een slordige 100Watt moeten produceren

[Bericht gewijzigd door EgbertG op 8 november 2020 19:17:31 (18%)]

Pe1jku

Ha EgbertG,

Ja dat gaat lukken ;)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
EgbertG

Special Member

Dank voor het me over de streep trekken over te gaan op een kristaloscillator!

Pe1jku