werking klasse D versterker

Dat netwerkje? Wat denk je dat dat geschakel doet met de voedingsspanning?

En die 1k weerstand? Je zou voor de grap de datasheet van de LM393 eens moeten bekijken. Er wordt vast het een en 't ander verteld over de uitgangstrap.

De 555 timer oscilleert op een frequentie van 20kHz en moduleert het ingangssignaal. Deze modulatie is PWM.

Is de 555 de modulator? Hoe doet-ie dat dan? Die uitleg zou nog wat nauwkeuriger moeten. Wat is PWM, en hoe komt het dat je dat krijgt, en waar gebeurt dat nu precies?
Dan weet je ook waar het netwerkje toe dient. @Freddy's uitleg klopt ook, maar slaat meer speciaal op die condensator.

Als je kijkt hoe je een pwm signaal genereerd, dan kun je ook begrijpen wat voor signaal de 555 maakt en hoe de comparator het ingangssignaal vergelijkt met je signaal uit je 555.
Het principe van klasse D wordt in diverse topics al uitgelegd.

Ik weet hoe het PWM signaal gemaakt wordt. Ik heb de uitleg in mijn verslag geschreven, ik had het hier enkel zeer beknopt uitgelegd. En ik heb de uitleg van een klasse D versterker al opgezocht voordat ik deze topic maakte.

De weerstand is dus blijkbaar een pull-up weerstand.

@Frederick

Heb je hetzelfde netwerk voor als mij? De NE555 timer zorgt voor een driehoekige spanning op 20kHz. En aan de andere pin (pin3) van de comparator komt het audio signaal aan. Dat netwerk dat aan pin 3 verbonden is heeft toch niets met PWM te maken? Of zie ik het helemaal verkeerd? Heeft dat netwerk een bepaalde naam ofzo? Dan weet ik waarnaar ik moet zoeken met google.

Hoewel 3x meer verlies dan in de ouderwetse configuratie, is dit ook een redelijke manier om een H-brug te maken om een motor te sturen.

Voor "dat netwerk" moet je even de componenten bekijken en bedenken wat het doet.

Alternatieve manier om het te bedenken: Ik vind die 2 condensatoren, 2 weerstanden en 1 potmeter maar duur, ik hang de ingang gewoon direct aan de pin 3 van de comparator. Wat gebeurt er dan?

Als ik niet beter wist, zou ik denken dat je om het probleem heen draait.
OK, ik stop een driehoek in de comparator. Waarom komt er dan een rechthoek uit? Op welke momenten schakelt dat dan om, en waarom? (oei, nu zeg ik het bijna voor)

Suggestie van @rew is heel mooi. Probeer eens?

Ik draai niet om het probleem heen. Een driehoekvormige spanning wordt vergeleken met het aangelegde sinusvormig signaal. Wanneer de driehoek spanning kleiner is dan de sinusvormige spanning is het PWM signaal hoog en wanneer de driehoekspanning kleiner is dan de sinusvormige spanning dan is het PWM signaal laag. Dus ofwel 0V ofwel 9V, vandaar de blokvormige spanning. Dat had ik al in mijn verslag staan.

Ik heb aan de potentiometer gedraait en als ik deze helemaal naar rechts draai dan heb ik het beste geluid. Draai ik meer naar links dan wordt het geluid gedempt, draai ik helemaal naar links dan hoor ik deels geluid en deels clipping van de speaker. Precies of de speaker het niet aan kan.

Dit netwerk regelt dan misschien hoeveel van het oorspronkelijk audio signaal door gelaten wordt om te vergelijken met de driehoekvormige spanning? Ik ga straks het netwerk eens loskoppelen en zien wat het doet zonder netwerk.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op zondag 1 februari 2009 19:54:12 (18%)]

Het was een beetje een "gedachten experiment". Maar proberen kan ook. Het probleem is dat je daar niet veel verder mee zult komen: de kwaliteit zal belabberd zijn. Kennelijk doet het wel iets.

/Bedenk/ wat er gebeurt als je het stukje weghaalt....

(Ik weet niet wat je voor "bron" gebruikt, maar als het muziek is, dan is dat niet sinusvormig. Maar voor gedachtenexperimenten kan je wel doen alsof het sinusvormig is. Wat voor frequentie denk je dan dat die sinus is? Hoe verhoud zich dat met de 20kHz die uit de 555 komt?)

[Bericht gewijzigd door rew op zondag 1 februari 2009 23:04:16 (36%)]

Nog twee handvatten:
- "wanneer de driehoek spanning kleiner is dan de sinusvormige spanning" (laten we even doen alsof het ingangssignaal inderdaad een sinus is). Tussen welke grenzen beweegt een ingangsspanning zich meestal? Kan hij zowel positief als negatief zijn? En de driehoek uit de 555?
- Meet eens de gelijkspanning over de luidspreker terwijl je aan de potmeter draait. Gebeurt er wat, of niet? Waarom?

Ik heb zonet nog even tijd gehad om dingen uit te testen. Als ik het netwerk ontkoppel dan speelt het nog altijd even goed. Als de potentiometer naar rechts staat, staat er 0,15V op de speaker. Staat de potentiometer in het midden dan staat er 0,48V op de speaker. En als die helemaal naar links staat dan staat er 0,72 tot 0,82V op de speaker. De speaker speelt het zuiverste en luidst als de potentiometer helemaal naar rechts staat.

De frequentie van de uitgang van de mp3 speler ligt tussen de 20Hz en 20kHz. Daarom waarschijnlijk dat de driehoekspanning 20kHz is. Het signaal dat uit de mp3 speler komt is ongeveer 0,12V.

Dat signaal van de mp3 speler gaat ook onder de nul, dus negatief. De driehoekspanning komt niet onder de nul. Daarom misschien dat het audiosignaal volledig positief gemaakt moet worden?

De versterker speelt zonder netwerk dus even goed. En met het netwerk in de schakeling kan ik, door het regelen van de potentiometer, de geluidskwaliteit enkel verslechten. Dus ik zie nog steeds het nut er niet van in.

Misschien heb je hier wat aan

Goed, dan geven we hem cadeau. Het antwoord is: je stelt er de voorspanning (de gemiddelde spanning) op die ingang mee in. Dat bepaalt waar het omklappen gebeurt, en is dus ook de nulinstelling voor de gelijkspanning die je aan de uitgang meet.
Het is niet zo gebruikelijk dat een opamp helemaal geen instelling nodig heeft. Je hebt dus iets bijzonders ontdekt aan je opamp!

Het is een comparator geen opamp, daarom misschien dat er geen instelling nodig is?

Jullie zijn in ieder geval bedankt voor de hulp.

Sorry, comparator uiteraard. (hoewel een opamp, zonder tegenkoppeling, een heel aardige comparator is!)

De vraag is: op welke spanning stelt de ingangspen zich in als je er niets aanhangt? Dat hangt van het interne schema van de comparator af. Misschien kun je dat schema vinden in de databladen.

Ik vind het raar dat je echt op een uiterste stand van de potmeter de beste geluidskwaliteit krijgt. Eigenlijk moet je even de DC spanning van de driehoek, de luidspreker, en de audio-ingang op de comparator meten.

De luidspreker zou het theoretisch het beste moeten doen als er NUL DC stroom door loopt.

Als het goed is, is het ingangscircuit zodanig ontworpen dat je dat ook met de potmeter kunt bereiken. Als ik het zo lees, is dat bij de uiterste stand nog steeds niet zo. Dat kan komen omdat je driehoek niet symmetrisch is ten opzichte van de voeding. Dus als de driehoek tussen 1 en 5V heen en weer loopt, dan moet de gemiddelde spanning bij de comparator 3V zijn. En laat die 3V nu juist het uiterste van je potmeter zijn! Als je driehoek dus NOG schever naar 1 van de voedingen ligt, zal je dus 1 van de 10k weerstanden door 5k moeten vervangen (wel de juiste nemen) zodat je het gemiddelde van het audio signaal op ddezelfde waarde als het gemiddelde van de driehoek kunt krijgen.

Ik heb ooit een opamp gehad, en die was duidelijk NIET een comparator:

V⁺ - V^- min: -0.6V max: +0.6V

kennelijk zaten er een tweetal diodes tussen de + en de -. Wat gebeurt er als je dan van een schakeling met de - aan de aarde, een schakeling wilt bouwen met de + aan de +12, de voeding aan laat staan terwijl je het op je breadbord omprikt, en EERST de plus aansluit en dan pas de min loshaalt? Dan gaat het chippie uit z'n dak.

Ik heb het ontwerp vrijdag laten zien aan de docent. Blijkbaar was ik een van de weinige die het aan de praat heeft gekregen. Hij zei dat de geluidskwaliteit (op beste stand) nog altijd niet zuiver was. En dat lag volgens hem aan de low pass filter.

Maar ik vind uw uitleg toch logischer klinken dan die van mijn docent.

Ik heb de schakeling ondertussen afgebroken omdat ik mijn mudec nodig heb voor een andere schakeling. Ik denk dat de mudec en de bedrading ook deels voor problemen gezorgd heeft.

Bedankt voor de uitleg!

Dat laagdoorlaatfilter kan hoogstens de hoge tonen verminderen vergeleken met de lage. Daarvan gaat het geluid niet "onzuiver" klinken.

Iedere onzuiverheid zal in de eerste plaats veroorzaakt zijn door het niet zuiver zijn van de driehoek.

Wat is een mudec?

http://home.hccnet.nl/henk.reinders/Afbeeldingen/deel65.jpg

Zoeits, het is vrij slecht voor toepassingen met hogere frequenties vind ik.

Oh, zo'n ding!
Zelfs nu ik het weet, vind ik hem met Google nog niet onder die naam.

Geinige schakeling.

Nu is 20KHz voor de PWM frequentie ook nie zo hoog... ding zou het theoretisch tot 10KHz doen, in de praktijk veel minder, omdat het uitgangsfilter niet oneindig steil is.
Gangbare PWM frequenties zijn > 200KHz. Je zou je audio-ingang dan ook steil moeten filteren.

(Verder wordt er vaak feedback toegepast, dit verbeterd de signaal golfvorm.)

Jou schakeling zou het beste moeten klinken als de DC-offset over de luidspreker (evt. meter zonder luispreker) 0 volt is. Dit zou ook het 'midden' moeten zijn van de driehoek spanning. In dat geval zit midden in het werkgebied.

Die NE555 gaat volgens mij geen zuivere driehoek opleveren, maar een e-macht. Dit geeft direct al aanleiding tot vervorming. Beter kun je met twee snelle (!!) opamps een driekhoek generator maken; één als comparator met hysteresis en de ander als integrator. (ff googlen).

De comparator (die LM393) moet ook snel genoeg zijn om kleine dutycycles aan te kunnen. Doet'ie dat niet, dan kun je je versterker niet volledig uitsturen. bij 10% dutycycle bij 20KHz praat je al gauw over < 5uSec. reactie tijd. Die pull-up van 1K kan dan ook al te groot worden, waardoor de uitgang van de comparator wel snel omlaag kan, maar minder snel omhoog...

Genoeg om te verbeteren Succes!

FullPower

Bedankt voor de tips!