Klasse-D Verstärker

[Stadtler]

On 26 Feb 2004 12:11:09 GMT, "MaWin" <me@privacy.net> wrote:

Andreas Messer <andreas.messer@gmx.de> schrieb im Beitrag <c1kn1g$d2h$01$1@news.t-online.com>...

Klar sind 24 Bit machbar. Bei den teueren Terratec Soundkarten gibt es das
soweit ich weis schon länger (24Bit/96KHz) die Creative Audigy hat glaube
ich auch 24 Bit.

Prust, LOL, ROTF.
Selten jemanden gesehen, der Werbefuzziaussagen so gnadenlos Glauben schenkt.

Na, noch ein Gaudi zu Karneval .

Warum sollten die keine 24 Bit wandeln?
12 Bit Signal und 12 Bit Rauschen...

Oder 12 Bit pro Kanal.

Thiemo

 

[Marcus Woletz]

Hallo Jorgen,

Jorgen Lund-Nielsen schrieb:
[...]

Ich komme da auf 120nV pro Bit (Unipolar)...

ACK. Hatte mich verrechnet. Tut aber nichts zur
Sache. Auch 120nV bei 2V full scale halte ich
gelinde gesagt für problematisch
(uns sinnlos, ganz nebenbei).

Jorgen

ciao
Marcus

 

[Thomas Stegemann]

Was Deine Abschätzungen betrifft, komme ich zu den selben Ergebnissen.
Außerdem habe ich vor ca 5 Jahren mal den Prototypen einer solchen
Endstufe entwickelt, die auch heute noch läuft (ca 30W Leistung)
Fazit: Wirklich problemetisch war die Reduktion von Nebengeräuschen,
wenn man mal einen Störabstand vonr 80dB und mehr verlangt.
Geschafft habe ich das vor allem durch die Auswahl des Komparators
im PWM-Modulator: Standard Typen wie LM393 sind da eher ungeeignet,
besser sind Komparatoren mit Ansprechzeiten von wenigen nsec.
Inzwischen gibt es von National Semiconductors und Philips fertige
Ansteuerbausteine, allerdings sind die technischen Daten (Klirrfaktor,
Rauschabstand) wohl eher im unteren Mittelfeld zu sehen.
Wenn es Dich interessiert, kann ich die alten Schaltunterlagen
bei Gelegenheit mal rauskramen.

Danke sehr, Michael!

Das wäre sehr nett. Gibt es auch bei Reichelt entsprechende PWM-Modulatoren?
Wie muss man denn an einer Endstufe den Ausgangsfilter dimensionieren?


Gruß
Thomas



--
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Wegen akuter Spamprobleme ist meine eMail-Adresse ungültig gemacht worden!
Wer mir schreiben möchte, entferne einfach das "_no_spam_" in der Adresse.

 

[Jorgen Lund-Nielsen]

Marcus Woletz schrieb:

Hallo Andreas,

Andreas Messer schrieb:
[...]
Das Netzteil wird deswegen nicht kleiner. Das mit den Kühlkörpern stimmt
allerdings. Klasse D Verstärker haben den Nachteil, dass Sie in der
Klangqualität mit A oder AA Verstärkern kaum mithalten können. Das kommt
daher, das zum einen die AD-Wandler im Eingang meist "nur" 24 Bit können

24 Bit zu schlecht?? Habe ich was verpasst. Sind denn 24 Bit praktisch
überhaupt machbar. Das wären ja für das LSB bei 2V fullscale
lächerliche 1nV! Also nee, irgendwas scheine ich da in den letzten
Jahren versäumt zu haben...

Ich komme da auf 120nV pro Bit (Unipolar)...

Jorgen

 

[Bernd Mayer]

Marcus Woletz wrote:

Jorgen Lund-Nielsen schrieb:
[...]
Ich komme da auf 120nV pro Bit (Unipolar)...

ACK. Hatte mich verrechnet. Tut aber nichts zur
Sache. Auch 120nV bei 2V full scale halte ich
gelinde gesagt für problematisch
(uns sinnlos, ganz nebenbei).

Hallo Marcus,

ja - bei einem hochwertigen Bauteil (z.B. Opamp) mit einem Rauschen von
4 nV Wurzel aus Hertz (entspricht bei 20 kHz Bandbreite schon 566 nV),
das sind dann ca. 2 Bit zuviel. Bei höherem Pegel (8 V statt 2 V) würde
es passen (Rauschen entspricht minimalem Pegel). In einem
Leistungsverstärker für PA-Zwecke kann und darf vermutlich das
Eigenrauschen insgesamt auch deutlich höher sein.

Grüsse


Bernd Mayer
--
MR. MCBRIDE: "Yes, Your Honor. ... I want to walk the Court through
enough of our complaint to help the Court understand that IBM clearly
did contribute a lot of the Unix-related information into Linux.
We just don't know what it is." http://lwn.net/Articles/62817/

 

[Gerhard Waler]

Oliver Friedrich:

Ich habe die Theorie, das die CD der Schallplatte in jeglicher Hinsicht
als Medium überlegen ist. Die CD kann aber nix dafür wenn aus Schlamperei
und/oder Kostendruck und/oder Inkompetenz bei Aufnahme und Abmischen
schon gemurkst wird.

Das ist ein wichtiger Punkt: viele High End- Freaks merken nicht,
wie abstrus ihre esoterischen Bemuehungen mit Blick auf die Technik sind,
welche zur Aufnahme und Produktion der ach so audiophilen CDs (oder Platten)
zum Einsatz kommt.

Im Grunde muessten die echten High End- Freaks ihr eigenes Aufnahmestudio
betreiben. Nur so koennen sie sicherstellen, dass das ach so fragile
audiophile Signal auch wirklich nicht misshandelt wird.

Ein weiterer konsequenter Schritt waere das Weglassen der grundsaetzlich
fehlerbehafteten Aufnahmetechnik: also direkt von den Mikrophonen in die
HiFi-Anlage. Und da das dann ja ohnehin live ist, kann man auch die
HiFi-Anlage ganz weglassen. Es geht halt nichts ueber Live Musik, und
'ne Menge Geld fuer den HiFi Krempel spart man so auch gleich ;o)

TKNW

Ciao
Gerhard W.

 

[Oliver Friedrich]

Andreas Messer <andreas.messer@gmx.de> wrote in
news:c1kn1g$d2h$01$1@news.t-online.com:

Hallo Marcus,

Marcus Woletz wrote:

Hallo Andreas,

Andreas Messer schrieb:
[...]
Das Netzteil wird deswegen nicht kleiner. Das mit den Kühlkörpern
stimmt allerdings. Klasse D Verstärker haben den Nachteil, dass Sie
in der Klangqualität mit A oder AA Verstärkern kaum mithalten
können. Das kommt daher, das zum einen die AD-Wandler im Eingang
meist "nur" 24 Bit können

24 Bit zu schlecht?? Habe ich was verpasst. Sind denn 24 Bit
praktisch überhaupt machbar. Das wären ja für das LSB bei 2V
fullscale lächerliche 1nV! Also nee, irgendwas scheine ich da in den
letzten Jahren versäumt zu haben...

Klar sind 24 Bit machbar. Bei den teueren Terratec Soundkarten gibt es
das soweit ich weis schon länger (24Bit/96KHz) die Creative Audigy hat
glaube ich auch 24 Bit. Wenn ich die Ti-Datenblätter richtig verstande
habe, dann können die Schaltkreise für Klasse D die die anbieten sogar
24Bit bei 196 KHz. (Siehe TAS5xxx, sind 2 oder 6 Kanal Klasse D
Stimmt, aber ich bin immer nocht ein Verfechter der guten
Analogtechnik, auch wenn Sie nicht gerade einen hohen Wirkungsgrad
haben. Den Unterschied von einer CD zu einem analogen Signal kann man
mit entsprechender Anlage wirklich hören, ich habe es vorher auch
nicht geglaubt, ist aber so.

Oh Leute, ich kanns nimmer hören. Die CD ist soooo schlecht und eine
Platte soooo gut und warm im Klang und verspielt in den Nuancen und der
10W Verstärker für 46.000EUR und 5kW Leistungsaufnahme hat gerade in dem
ach so wichtigen Frequenzbereich zwischen 2365 und 2412 Hertz einen
hörbar blumigen Eindruck.
Als Extrabonbon für den anspruchsvollen Hörer können Sie mit dem als
Option lieferbaren Stövchen auch Ihren aus handgepflückten Blättern des
ostindischen Elfantenvorhautbaumes aufgebrühten Tee warm halten.
Kaufen Sie sich diesen Verstärker und wir bieten 2000EUR für Ihre
Zentralheizung.

Ganz entscheidend für das Hörvergnügen ist aber die Reduktion des
Klirrfaktors von 0.00003% auf 0.000029%. Beim Testhören (mit dieser CD
wurde getestet: Iron Maiden:Live after death).

In unserer Audiophil-Sonderausgabe "Plattenspieler mit 250kg Granitteller
im Test" möchten wir Ihnen auch die neuen 8-fach Plutonium-geschirmten
Netzkabel ans Herz legen die mühelos den Bereich um 125kHz um die
entscheidenden 1.2dB anheben.

Leute, meint Ihr nicht das manche Dinge einfach etwas lächerlich sind?
Zum Klang einer CD noch was wirklich Ernstes (ohne Scheiss):

Ich habe die Theorie, das die CD der Schallplatte in jeglicher Hinsicht
als Medium überlegen ist. Die CD kann aber nix dafür wenn aus Schlamperei
und/oder Kostendruck und/oder Inkompetenz bei Aufnahme und Abmischen
schon gemurkst wird.
Zweite Theorie: Vielleicht macht die Unzulänglichkeit der Platte
(schlechtere Dynamik, Rauschen,Knistern,...) gerade das "Hörerlebnis"
aus. Hören ist ein ziemlich subjektiver Vorgang.

So jetzt bin ich mal gespannt was kommt.

Oliver Friedrich

 

[Martin Lenz]

Lutz Schulze schrieb:

On Wed, 25 Feb 2004 19:13:42 +0100, Thomas Stegemann
master_no_spam_stege@web.de> wrote:

Klar! Klasse D ist eine relativ neue Art Audiosignale zu verstärken. Es
funktioniert indem man aus dem Audiosignal zuerst mal ein PWM moduliertes
Rechtecksignal macht (Sägezahngenerator und Komparator). Dieses kann dann
mit MOSFETs beinahe verlustfrei verstärkt werden, muss aber über einen
Ausgangsfilter (Tiefpass) wieder zur anfänglichen Spannungskurve dekodiert
werden.

Das neu ist aber relativ. Habe ich vor > 20 Jahren schon in Büchern
bestaunt. Waren russische Quellen, wenn ich mich recht erinnere, dort
gab es auch einige Hardcorebastler.

Stimmt, da war in der "Electronic Design", Rubrik "Vor 40 Jahren" eine

PWM Verstärker Schaltung, welche an Halbleitern ausschließlich mit ca 4
Vierschichtdioden und einigen normalen Dioden bestückt war. Trafos waren
allerdings einige drin und ca. 4 Betriebsspannungen (+ und -, im Bereich
von einigen -zig Volt). War eine nette Kuriosität, weniger wegen den 2
Watt (!) Leistung sondern wegend er Tatsache daß keine
Transistoren/Röhren drin waren.

Martin

 

[Michael Redmann]

Gerhard Waler schrieb:

Ein weiterer konsequenter Schritt waere das Weglassen der
grundsaetzlich
fehlerbehafteten Aufnahmetechnik: also direkt von den Mikrophonen in
die
HiFi-Anlage. Und da das dann ja ohnehin live ist, kann man auch die
HiFi-Anlage ganz weglassen. Es geht halt nichts ueber Live Musik, und
'ne Menge Geld fuer den HiFi Krempel spart man so auch gleich ;o)

Also schnell die richtigen Kreuzchen gemacht und ab morgen abend kommen
die Philharmoniker ins Haus!

Michael

 

[Martin Lenz]

Andreas Messer schrieb:

Stimmt, aber ich bin immer nocht ein Verfechter der guten Analogtechnik,
auch wenn Sie nicht gerade einen hohen Wirkungsgrad haben. Den Unterschied
von einer CD zu einem analogen Signal kann man mit entsprechender Anlage
wirklich hören, ich habe es vorher auch nicht geglaubt, ist aber so.

Natürlich kann man den hören, zumindest bei guten CDs. Teilweise

wurde/wird da auch viel Müll an schlecht remasterten alten Aufnahmen
billig auf CD gepresst, da hört man den Unterschied zu einer
Analogplatte oder Kasette nicht.

Martin

 

[Gerhard Waler]

Michael Redmann:

Also schnell die richtigen Kreuzchen gemacht und ab morgen abend kommen
die Philharmoniker ins Haus!

Die Bedeutung von Emoticons wie ";o)" ist Dir aber schon klar?

Ciao
Gerhard W.

 

[Christof Bodner]

Hallo Thomas!

Also da ich meine DA zum Thema Class-D-Verstärker geschrieben habe, darf ich
behaupten, mich ein wenig auszukennen.

Zur Auflösungsfrage: Die Rechnung, die auf eine zeitliche Auflösung von ein
paar hundert ps kommt, stimmt. Nur werden in den heutigen
Class-D-Verstärkern keine "normalen" PWM-Modulatoren verwendet, sondern
welche, die mit PWM-Auflösungen von 8-10 Bit operieren. Möglich wird das
durch "Noise-Shaping" (ähnlich den Sigma-Delta-Wandlern). Die digitalen
Filter sind da sehr gut.

Zur Lautstärkefrage:
2 Möglichkeiten:
- Versorgungsspannung ändern
- Signal vorm PWM-Modulator verstärken/dämpfen

Das größte Problem ist die Versorgungsspannung: Ein Class-D-Amplifier ist im
Prinzip ein 1-Bit DAC mit der Versorgungsspannung als Referenz. Alles was
die Referenz stört, verzerrt das Signal. Deshalb sind in kommerziellen
Class-D-Versärkern (auch) solche Elko-Gräber.

Der größte Vorteil von den Class-D-Dingern ist deren Linearität. Es gibt
auch - zumindest im Analogteil - keine IM-Verzerrungen (weil es keine
Rückkoppelung gibt). Und der theoretische Wirkungsgrad ist 100%.

Solltest Du wirklich einen selbst bauen wollen:
Wichtig ist:
- digitaler PWM-Modulator (dann brauchst auch keinen Komparator)
- Laufzeiten positive/negative Flanke sollen gleich sein
- Freilaufdioden (die bringen Verzerrungen, wenn sie nicht identisch sind!)
- externes Filter (Sättigung!)
- Versorgungsspannung!!!!!

Lesetipp:
http://www.icepower.bang-olufsen.com/sw1065.asp

Grüße,
Christof

Thomas Stegemann wrote:

Hallo!

Ich würde mir gerne mal eine Klasse-D Endstufe bauen um mich mit dieser
Technik anfreunden zu können. Hat jemand schon Erfahrungen mit dieser
Verstärkertechnik sammeln können oder schon Schaltpläne im Netz
gefunden? Ist diese Technik empfehlenswert?

Gruß
Thomas



--
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worden!
Wer mir schreiben möchte, entferne einfach das "_no_spam_" in der
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[Thomas Stegemann]

Solltest Du wirklich einen selbst bauen wollen:
Wichtig ist:
- digitaler PWM-Modulator (dann brauchst auch keinen Komparator)

Fertig als ein IC oder ist es schon eine komplexere Schaltung an sich?

- externes Filter (Sättigung!)

Wie dimensioniert man denn so ein Filter, dass es funktioniert?


Gruß
Thomas

--
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[Michael Redmann]

Gerhard Waler schrieb:

Michael Redmann:

Also schnell die richtigen Kreuzchen gemacht und ab morgen abend
kommen
die Philharmoniker ins Haus!

Die Bedeutung von Emoticons wie ";o)" ist Dir aber schon klar?

Doch, schon. Die sind doch schon seit =)= bekannt. Ich bin übrigens
kein rechter Freund von Emoticons. Was sie ausdrücken wollen, sollte
sich aus dem Text ergeben. Und wer's nicht versteht, hat halt Pech
gehabt :-(

Schönes Wochenende
Michael

 

[Gerhard Waler]

Michael Redmann:

Ich bin übrigens
kein rechter Freund von Emoticons. Was sie ausdrücken wollen, sollte
sich aus dem Text ergeben. Und wer's nicht versteht, hat halt Pech
gehabt :-(

Sehe ich anders. Die Schriftform ist fuer das NG-uebliche Smalltalk
zu starr und ermoeglicht keine ironischen Untertoene durch Betonung
oder Mimik. Emoticons helfen da immerhin ein wenig.

Ciao
Gerhard W.

 

[Jorgen Lund-Nielsen]

Oliver Friedrich schrieb:

Leute, meint Ihr nicht das manche Dinge einfach etwas lächerlich sind?
Zum Klang einer CD noch was wirklich Ernstes (ohne Scheiss):

Ich habe die Theorie, das die CD der Schallplatte in jeglicher Hinsicht
als Medium überlegen ist. Die CD kann aber nix dafür wenn aus Schlamperei
und/oder Kostendruck und/oder Inkompetenz bei Aufnahme und Abmischen
schon gemurkst wird.
Zweite Theorie: Vielleicht macht die Unzulänglichkeit der Platte
(schlechtere Dynamik, Rauschen,Knistern,...) gerade das "Hörerlebnis"
aus. Hören ist ein ziemlich subjektiver Vorgang.

So jetzt bin ich mal gespannt was kommt.

Zur zweiten Theorie passt ja auch der berühmte "Röhrensound", der ja
auch um ein vielfaches besser sein soll als jegwerder Verstärker
aus Halbleitern gleich welcher Art...
Wenn doch schon der Netzgleichrichter soo unglaublichen Einfluß auf
den klang haben soll... (Kopfschüttel)
Abgesehen davon, daß die Aufnahmen der ach so audiophilen Platten oder
CDs meist von vornherein eine Halbleiterkette durchlaufen hat,
die im Vergleich zur Anlage zuhause schier endlos zu sein scheint,
ist sicherlich am "Warmen" Röhrensound eher die Unzulänglichkeit
der Amps ursächlich für das gediegene Hörerlebnis,
und zudem noch die "Ausstrahlung",
was bis zur Rotglut geheizt wird *muß* ja warm klingen ;-) ...

Jorgen

 

[MaWin]

Oliver Friedrich <oliver.friedrich@tzm.de> schrieb im Beitrag <Xns949C607F88476oliverfriedrichtzmde@129.143.4.4>...

Ich habe die Theorie, das die CD der Schallplatte in jeglicher Hinsicht
als Medium überlegen ist.

Noe. Platte bringt (bei teurem Direktschnitt und teurem Plattenspieler)
bis 100kHz, CD prinzipbedingt nicht mal 20kHz, wobei Frequenzen von
2kHz bis 20kHz nur reproduziert werden, wenn sie laenger dauern, also
aus mehreren Schwingungen bestehen, d.h. es ist nicht moeglich, die
Kurvenform eines einzelnen Impulses so hoher Frequenz zu transportieren,
und selbst wenn das Ohr nur 15kHz hoert, so hoert es das Oberwellen-
spektrum durchaus.

Allerdings ist es bei der aktuellen Musik, selbst Neuaufnahmen von
Klassik, scheissegal wie schlecht das Uebertragungsmedium ist.

Und natuerlich habe ich eine CD-Player und hoere keine Platten mehr.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Juergen Hannappel]

"MaWin" <me@privacy.net> writes:

Oliver Friedrich <oliver.friedrich@tzm.de> schrieb im Beitrag <Xns949C607F88476oliverfriedrichtzmde@129.143.4.4>...

Ich habe die Theorie, das die CD der Schallplatte in jeglicher Hinsicht
als Medium überlegen ist.

Noe. Platte bringt (bei teurem Direktschnitt und teurem Plattenspieler)
bis 100kHz, CD prinzipbedingt nicht mal 20kHz, wobei Frequenzen von
2kHz bis 20kHz nur reproduziert werden, wenn sie laenger dauern, also
aus mehreren Schwingungen bestehen, d.h. es ist nicht moeglich, die

Wenn sie kuerzer sind als "mehrere Schwingungen" ist ihre Frequenz eh
unbestimmt.

--
Dr. Juergen Hannappel http://lisa2.physik.uni-bonn.de/~hannappe
mailto:hannappel@physik.uni-bonn.de Phone: +49 228 73 2447 FAX ... 7869
Physikalisches Institut der Uni Bonn Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany
CERN: Phone: +412276 76461 Fax: ..77930 Bat. 892-R-A13 CH-1211 Geneve 23

 

[MaWin]

Christof Bodner <christof.bodner@gmx.net> schrieb im Beitrag <HvG%b.97467$174.38509@news.chello.at>...

Class-D-Verstärkern keine "normalen" PWM-Modulatoren verwendet, sondern
welche, die mit PWM-Auflösungen von 8-10 Bit operieren. Möglich wird das
durch "Noise-Shaping" (ähnlich den Sigma-Delta-Wandlern). Die digitalen
Filter sind da sehr gut.

DA solltest du aber dazusagen, das das zu Lasten der time domain geht.

Grundlage:
PWM 16 bit 40ksps = 2.621GHz = 381ps (utopisch)
PWM 14 bit 40ksps = 655MHz = 1.526ns (realistischer)

Auch noise-shaping macht aus der effektiv einem 14-bit Wandler
entsprechenden PWM Endstufe keinen 16 bit Wandler

Lediglich die Ansteuerung von ihm ist so veraendert, das sich das
Spektrum der Stoerungen aendert, wie der Hersteller meint in den
unhorbaren Bereich.

Am 'loss of information' aendert das aber nichts, er bleibt ein 14 bit
Wandler.

Aber wenn man MP3 darueber hoert...
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[horst-d.winzler]

Henry@Koplien.de wrote:

Vergiss es, Sony hatte schon ende der 70iger komplette Linien mit der
Technik (das war deren Hi-End, Bass-Enstufe damals 8000.-DM) im
Consumer-Bereich angeboten. Da kamen aus zu damaligen Verhältnissen
flachen 5cm hohen und 40cm breiten Flundern 2x 160 Watt Sinus raus. Dazu
gab es aktive Frequenzweichen und Standard-Endstuffen für Mitte und
Hoch-Tonbereich. Hätte man da einmal komplette aus 150mV Schall erzeugen
wollen, war man mit 40000.-DM dabei.

Henry

Der TAN-88 wurde von Sony 1976 auf der Hi-Fi-Ausstellung in Düsseldorf
ausgestellt.
Trägerfrequenz war 500kHz. Besaß 8 V-FET, 10 FET, 2 IC, 68 transistoren,
47 dioden.
Klirrgrad <0,5% bei Nennleistung, IM-Verzerrung <0,1% bei Nennleistung
Frequensgang 5Hz-40kHz (+0,5/-1dB)
Sig. Rauschabstand >110 dB
Eigenrauschen <100ľV
Leistungsaufnahme 550 W

Meine Kritik. Bei dem Preis hätten sie locker einen sym. Eingang
spendieren können sowie Schutzkontakt. Aber am Fehlen so grundlegender
Dinge, kann man sehen, worauf es den Firmen/Freaks wirklich ankam. Man
muß schon glaubensblind sein.

--
mfg horst-dieter