|
Усилитель Д класса с цифровым входом.
|
|
| uriy-ch | Дата: Суббота, 17.10.2020, 13:49 | Сообщение # 1 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 18
Статус: Offline
| Усилители Д класса за счёт их высокого КПД практически полностью вытеснили аналоговые усилители из бытовых устройств, таких как телевизоры и мобильные телефоны, так же они уверенно себя чувствуют в гонках за мощностью в SPL соревнованиях по автозвуку.
Я же хочу описать усилитель Д класса который подаёт надежды на вытеснение АВ усилителей высокой верности.
На данном этапе развития прогресса большинство носителей информации стали цифровыми. При воспроизведении музыкальных произведений, которые хранятся в цифровом виде, с помощью усилителей высокой верности которые имеют аналоговый вход, возникает ряд трудностей при попытке достичь звука высокой верности. Одна из основополагающих трудностей является необходимость наличия высококачественного Цифра Аналогового Преобразователя (ЦАП).
Усилители Д класса по своему принципу действия позволяют отказаться от аналогового входа, что автоматом решает проблему необходимости наличия ЦАПа для усиления звука хранящегося на цифровых носителях.
Корпорации выпускающие микросхемы уже давно разработали и выпустили специализированные микросхемы для усилителей класс Д с цифровым входом.Китайские производители так же уже давно выпускают усилители на этих микросхемах. Но недостатком китайских усилителей с цифровым входом есть повышенный уровень шума и гармонических искажений, что многими воспринимается как существенный недостаток подобного подхода.
Несколько лет назад Александром Антоновым был предложен принцип усилителя Д класса с цифровым входом лишённого недостатков китайских усилителей. Александр разработал алгоритм перевода PCM потока в PWM сигнал, с последующей коррекцией усиленного PWM для уменьшения общего уровня шума и THD.
Ниже структурная схема предложенная Александром для достижения более высоких показателей в усилителях Д класса с цифровым входом. На этапе отладки схемы усилитель получил название MAD-50.
Цифровой аудио сигнал поступает на усилитель через интерфейс TOSLINK (оптический SPDIF) на асинхронный преобразователь CS8422 который преобразует SPDIF к формату I2S 192 кГц/24 бит, сигнал по интерфейсу I2S подаётся в FPGA для преобразования цифрового потока в PWM сигнал с помощью авторского
алгоритма. PWM усиливается микросхемой TAS5142, а усилитель ошибки (Error Amplifier) уменьшает искажения возникающее при усилении PWM силовой микросхемой TAS5142. Выходной LPF фильтр демодулирует PWM сигнал в аналоговый сигнал звукового диапазона частот.
На основе предложенного Александром принципа была разработана принципиальная схема и собрана плата усилителя.
Габариты платы были выбраны 71мм на 100мм для её интеграции в серийно выпускаемый корпус.
После установки платы в корпус получился такой усилитель.
 
На данном этапе были получены такие эксплуатационные характеристики:
-Питание от внешнего источника
постоянного тока 24В, 5А;
-Поддерживаемые частоты
сэмплирования входного сигнала 44,1- 192 кГц;
-Регулировка громкости производится
валкодером, или пультом ДУ;
-Реализована функция Anti Clipping.
При возникновении ограничения выходного сигнала по напряжению, уровень громкости автоматически снижается, исключая рост гармонических искажений звука на максимальной мощности;
-Режим энергосбережения. При
отсутствии входного сигнала более 10 сек переход в спящий режим;
-Выходная средняя мощность
50Вт на канал на нагрузке 4Ом при питании 24В.
Сообщение отредактировал uriy-ch - Суббота, 17.10.2020, 13:56 |
| |
| |
| uriy-ch | Дата: Суббота, 17.10.2020, 13:51 | Сообщение # 2 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 18
Статус: Offline
| Измерения в RMAA показали вполне обнадёживающие результаты.
Ниже зависимость THD от уровня выходного сигнала на активной нагрузке 4Ома. 0дБ=50Вт.
Сейчас идут работы по изготовлению плат и с юсб входом т.к.оптический выход не у всех есть, и не все его предпочитают.
На данный момент усилитель проходит отслушку у людей желающих проверить своим слухом достигнутые показатели, на данный момент позитивных отзывов о достигнутом звуке намного больше негативных.
Сообщение отредактировал uriy-ch - Суббота, 17.10.2020, 13:56 |
| |
| |
| jpatay | Дата: Суббота, 17.10.2020, 14:01 | Сообщение # 3 |
 Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Цитата uriy-ch (  ) Усилители Д класса по своему принципу действия позволяют отказаться от аналогового входа, что автоматом решает проблему необходимости наличия ЦАПа для усиления звука хранящегося на цифровых носителях.
Сообщение отредактировал jpatay - Суббота, 17.10.2020, 14:33 |
| |
| |
| jpatay | Дата: Суббота, 17.10.2020, 14:47 | Сообщение # 4 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Такой ИИП подойдёт? С LCD LG выдернул. 24 В/5,5 А на борту.
|
| |
| |
| uriy-ch | Дата: Суббота, 17.10.2020, 15:03 | Сообщение # 5 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 18
Статус: Offline
| Хороший ИИП, подойдёт.
|
| |
| |
| jpatay | Дата: Суббота, 17.10.2020, 15:34 | Сообщение # 6 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Ок. Жду плату. 
|
| |
| |
| jpatay | Дата: Воскресенье, 18.10.2020, 18:20 | Сообщение # 7 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Нашёл у себя два "дохлых" цифровых уся, Targa и Thomson. Источники питания у них рабочие, но имеют по 35 В. Корпус от Targa меньше и лучше подойдёт.
|
| |
| |
| jpatay | Дата: Понедельник, 19.10.2020, 12:22 | Сообщение # 8 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Получил плату, спасибо!!! Буду в корпус монтировать. ИИП уже стоит. Вечером отпишусь. 
|
| |
| |
| uriy-ch | Дата: Понедельник, 19.10.2020, 13:35 | Сообщение # 9 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 18
Статус: Offline
| Цитата jpatay ( ) Вечером отпишусь.
С нетерпением жду отзыва о работе уся.
|
| |
| |
| jpatay | Дата: Понедельник, 19.10.2020, 19:04 | Сообщение # 10 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Запихнул... в корпус, всё стало как родное и места ещё в корпусе навалом. Включил и не поверил своим ушам, шикарно звучит.  Вот такую схему я и искал, без двойного преобразования. Отличная детальность в звуке и разделение между каналами намного лучше, чем у аналоговых усилителях. Бас разборчивый, напористый. Я даже посмотрел на осциллографе как меняется амплитуда, если уменьшить нагрузку. Для этого взял трек синусоиды 1 кГц и посмотрел размах на резисторе 9 Ом, потом параллельно подсоединил 6,8 Ом, получилось 3,87 Ом, а амплитуда совсем не изменилась. Значит выходное сопротивление совсем маленькое. Для баса это - отлично.
При включении и выключении уся щелчков нет. Между треками в колонках гробовая тишина, "ни шума, ни пыли". 
Усилитель получился небольших габаритов и довольно лёгкий. Несколько дней буду ещё тестировать усилитель...
Сообщение отредактировал jpatay - Понедельник, 19.10.2020, 19:06 |
| |
| |
| uriy-ch | Дата: Понедельник, 19.10.2020, 19:22 | Сообщение # 11 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 18
Статус: Offline
| Цитата jpatay ( ) Включил и не поверил своим ушам, шикарно звучит.
Спасибо за отзыв который поднял мне настроение и придал оптимизма.
|
| |
| |
| jpatay | Дата: Понедельник, 19.10.2020, 19:35 | Сообщение # 12 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| Цитата uriy-ch ( ) Значит шансы есть потеснить АВшники.... 
Сообщение отредактировал jpatay - Понедельник, 19.10.2020, 19:41 |
| |
| |
| inkvizitor | Дата: Четверг, 26.11.2020, 21:48 | Сообщение # 13 |
|
Полковник
Группа: Пользователи
Сообщений: 164
Статус: Offline
| А ціна плати ?
|
| |
| |
| uriy-ch | Дата: Пятница, 27.11.2020, 00:30 | Сообщение # 14 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 18
Статус: Offline
| Цитата inkvizitor ( ) А ціна плати ? |
| |
| |
| jpatay | Дата: Пятница, 27.11.2020, 21:32 | Сообщение # 15 |
|
Генералиссимус
Группа: Пользователи
Сообщений: 2720
Статус: Offline
| На днях подключил спутниковый тюнер по оптике к MAD-50. Послушал MTV HD. Хочу сказать, что отлично звучит, хотя формат там наверно типа MP3. Бас плотный, насыщенный. Пока поюзаю цифро-усь на спутнике, очень понравилось.  Добавлено (28.11.2020, 11:30)
---------------------------------------------
Цитата uriy-ch ( ) Александр разработал алгоритм перевода PCM потока в PWM сигнал, с последующей коррекцией усиленного PWM для уменьшения общего уровня шума и THD.
Перевод с даташита:
Стерео, 24-битный, 192 кГц преобразователь PCM в PWM для полностью цифровых
функций усилителя мощности
Частота дискретизации: 192 кГц 8-кратная передискретизация 96 кГц 4-кратная передискретизация при 192 кГц Слово аудиоданных на входе: 130 дБ Динамический диапазон 120 дБ SNR (типовое) Индекс переменной модуляции: до 0,875 Частота переключения ШИМ: 256 ~ 384 кГц Метод сопоставления переменной ШИМ: оба класса AD, BD усиления поддерживаются Автоматическое определение частоты дискретизации Системные часы: при 192 кГц Один блок питания 3,3 В Корпус SOIC с 28 выводамиОписание
Это высокопроизводительная стерео микросхема преобразователя PCM в PWM, 24 бит, 192 кГц. PS9604 использует современный алгоритм обработки цифровых сигналов для преобразования входного сигнала PCM в формат PWM без ущерба для качества аудиосигнала. PS9604 можно использовать с различными цифровыми фильтрами с передискретизацией 8X, например, DF1704, SM5847 и PMD200. Его можно настроить для использования различных индексов модуляции и методов отображения ШИМ. Превосходное соотношение сигнал / шум и сверхнизкие искажения PS9604 делают его подходящим для чувствительных к размеру потребительских усилителей мощности, где требуется высокая производительность, таких как высококачественный AV-ресивер, цифровое телевидение и усилители Hi-Fi. Полностью цифровой усилитель высокого качества может быть построен на PS9604 с минимальными затратами.Добавлено (28.11.2020, 12:50)
---------------------------------------------
Но в ней есть Multi-bit Delta-Sigma Modulator, а это наверно ЦАП. 
|
| |
| |
|
