Темы в форуме

      Наш youtube        Наш инстаграм     ☝ Сказать спасибо!           Правила форума   




Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Все, что связано с измерительными приборами
Ответить
mr. Dream
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 121
Стаж: 1 год 6 месяцев
Репутация: 99
Откуда: Ternopil
Аудио система: Class D amplifier / own development

Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение mr. Dream »

Вітаю, колеги. знайомство з вами розпочну з цікавого запитання. Я розробляю свій підсилювач в класі D на дискретних елементах, та зіткнувся з проблемою коректного заміру характеристик. В двох словах - балансний вхід, мостовий вихід, однополярне живлення до 95В, вихідна потужність ~500Вт до кліпу на 8Ом. І проблема в тому, що два плеча напівмоста працюють не однаково симетрично, але їхня результуюча дає те, що і подано на вхід. Тобто, якщо я міряю виходи моста по черзі відносно мінуса, отримую на вимірюваннях в RMAA не надто хорошу картину по THD та IMD - не сильно страшну, але ріже око. Якщо вимірюю цифровим "осцилографом з гальванічною розв'язкою" між двома виходами моста, отримую хороший результат, але роздільної здатності його АЦП недостатньо для об'єктивних замірів. Звукову карту, з якої подаю сигнал, я не можу підключити між двох виходів напівмоста, бо вже є гальванічний зв'язок з загальним проводом, а ще на виході присутня половина живлення на обох плечах. Пробував сигнал подавати зі смартфона, а приймати звуковою, але тоді трохи пролазять шуми по живленню та й не дуже зручно. І вирішив я робити трансформатор гальванічної розв'язки. По принципу трансформатора струму - первинна обмотка один виток, що включений послідовно з потужним масивом резисторів (8Ом), вторинна - 500 витків і навантажена на резистор 100Ом, з неї вже подаю на звукову карту. Але здається, трансформатор, що виконаний на феритовому сердечнику ETD29 без проміжку вносить свої спотворення. Результат по THD вийшов приблизно 0,015 при 10ВТ та близько 0,5% при 100Вт.
Можливо, хтось уже наступав на ці граблі та поділиться способом коректного заміру моста. Чи можна спробувати через диференційний підсилювач? за 2-3 дні отримаю кілька MC33078DR2G та спробую. Схему з трансформатором додаю.
ccc.jpg
ccc.jpg (30.39 КБ) 1147 просмотров
Аватара пользователя
Alex
Site Admin
Сообщения: 3639
Стаж: 12 лет 4 месяца
Репутация: 1956
Откуда: Kiev
Аудио система: www.is.gd/l0dt3T
Контактная информация:

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение Alex »

Я використовую у таких випадках дві аудіокарти, кожна з них підключена до свого ноутбуку.
Аватара пользователя
lgedmitry
Гуру электроники☆☆☆☆
Сообщения: 1278
Стаж: 4 года 8 месяцев
Репутация: 201
Откуда: Рыбинск
Аудио система: Худ есть

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение lgedmitry »

замер.GIF
замер.GIF (6.54 КБ) 1125 просмотров
я вот так мерил. Картинка сохранилась. ЦАП с гальваноразвязкой применял. Без неё тут никак
gelert
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 112
Стаж: 1 год 7 месяцев
Репутация: 57
Откуда: Горлівка Донецької обл
Аудио система: homemade

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение gelert »

Добридень mr. Dream!
Феритове осереддя не кращий варіант. Спробуйте трансформатор струму з вимірювального блоку побутового електричного лічильника. Зазвичай там нанозалізо. Якщо брати диференційний підсилювач — подивіться на INA137, він як раз під це.
Аватара пользователя
Justas*
Гуру электроники☆☆☆☆
Сообщения: 1593
Стаж: 2 года 6 месяцев
Репутация: 919
Откуда: Украина
Аудио система: viewtopic.php?p=17721#p17721

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение Justas* »

mr. Dream
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 121
Стаж: 1 год 6 месяцев
Репутация: 99
Откуда: Ternopil
Аудио система: Class D amplifier / own development

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение mr. Dream »

lgedmitry писал(а): 21 сен 2022, 22:09 замер.GIFя вот так мерил. Картинка сохранилась. ЦАП с гальваноразвязкой применял. Без неё тут никак
цікаве рішення, треба спробувати. Я, здається зрозумів, звідки лізуть спотворення. я міряю відносно мінуса, але ж живлення частково просідає на конденсаторах фільтра, бо ж однополярка. При при цьому ж два напівмости живляться від однієї точки, і на них взаємно підгулює живлення. Треба міряти відносно хоча б шутучної середньої точки. Але все рівно потрабна гальванічна розв'язка/дві карти. Але здається, це не ідеал. Буду пробувати городити прецизійний диференціальний каскад на шустрому ОП.
Alex писал(а): 21 сен 2022, 21:20 Я використовую у таких випадках дві аудіокарти, кожна з них підключена до свого ноутбуку.
То їх треба мати, і одна не гірша другої має бути :)
gelert писал(а): 21 сен 2022, 23:00 Добридень mr. Dream!
Феритове осереддя не кращий варіант. Спробуйте трансформатор струму з вимірювального блоку побутового електричного лічильника. Зазвичай там нанозалізо. Якщо брати диференційний підсилювач — подивіться на INA137, він як раз під це.
Та я думав намотати на осерді з розпорошеного заліа, брав для дроселів підсилювача і бж, є матеріалу -2 і -52. Але сотні витків мотати було ліньки, чесно скажу. за іна137 дякую, те, що треба по КНС 0.0005%

Justas* писал(а): 21 сен 2022, 23:27 viewtopic.php?p=17178#p17178
як веде себе даний ОП з коефіцієнтом підсилення значно менше одиниці? їх в мене є валом від різних виробників :) хоча замовив більш швидкодіючі, аби гармоніки від алишків несучої частоти не впливали.
Аватара пользователя
Justas*
Гуру электроники☆☆☆☆
Сообщения: 1593
Стаж: 2 года 6 месяцев
Репутация: 919
Откуда: Украина
Аудио система: viewtopic.php?p=17721#p17721

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение Justas* »

mr. Dream писал(а): 22 сен 2022, 11:04
Justas* писал(а): 21 сен 2022, 23:27 viewtopic.php?p=17178#p17178
як веде себе даний ОП з коефіцієнтом підсилення значно менше одиниці? їх в мене є валом від різних виробників :) хоча замовив більш швидкодіючі, аби гармоніки від алишків несучої частоти не впливали.
С устойчивостью проблем нет. Я там ниже приводил АЧХ и КНИ, снятые при помощи этого инструментального усилителя.
В общем то, ОУ выбирал по принципу: какой первый под руку попадётся. :D
THD+N - 0.0005% в звуковом диапазоне частот, меня вполне устраивает. Условие, Rн > 10 кОм выполняется.
THD+N от F.png
THD+N от F.png (58.58 КБ) 1083 просмотра
mr. Dream
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 121
Стаж: 1 год 6 месяцев
Репутация: 99
Откуда: Ternopil
Аудио система: Class D amplifier / own development

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение mr. Dream »

Провів останній експеримент з трансформатором, який показав, що він вносить суттєві гармоніки, причому різні, в залежності від коефіцієнту трансформації та навантаження вторинної обмотки. Далі будуть експерименти з операційниками. Трохи робочих графіків.
Тест на потужності 100Вт. дріб - співвідношення витків, та навантажувальний резистор. резистор. АЧХ знизу завалюється насправді на 6 дб при 4 гц :) а не так, як на картинці - бо все таки мала індуктивність. До речі, через постіну складову в долі вольта на виході і постійне підмагнічування сердечника без зазора вилізли непарні гармоніки, коли впаяв послідовно конденсатор, вони упали, але берегти не встиг - rmaa вилетіла.
thd 100w.png
thd 100w.png (28.04 КБ) 1063 просмотра
fr 100w.png
fr 100w.png (24.52 КБ) 1063 просмотра
далі просто на потужності 1Вт та зрівняння з лупбеком самої звукової, з'єднавши вхід з виходом.
сама звукова (інтегрована рілтек) показала 0,009% THD, а з підсилювачом через трансформатор - 0,025%. Гістереис перемагнічування ніхто не відміняв.
thd 1w.png
thd 1w.png (23.86 КБ) 1063 просмотра
mr. Dream
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 121
Стаж: 1 год 6 месяцев
Репутация: 99
Откуда: Ternopil
Аудио система: Class D amplifier / own development

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение mr. Dream »

Чомусь не можу прикріпити четверту картинку. Додаю новим повідомленням.
зрівняння АЧХ звукової по лупбеку і підсилювача чере трансформатор, тому знизу АЧХ жорстко завалюється через індуктивність.
fr 1w.png
fr 1w.png (17.62 КБ) 1062 просмотра
ну і робоча фотка))
work.jpg
mr. Dream
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 121
Стаж: 1 год 6 месяцев
Репутация: 99
Откуда: Ternopil
Аудио система: Class D amplifier / own development

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение mr. Dream »

До речі, не втримався та намотав трансформатор на порошковому залізі з матеріалу -52, який у дроселях блоків живлення використовують. При однаковій потужності та однаковому "передаточному числу" отримав значно гірші результати. Правда, щоби намотати 400 витків, я його спершу розламав надвоє, але акуратно. :lol: Бо мотати тороїд ще те задоволення.
52.png
52.png (23.53 КБ) 1053 просмотра
експерименти з трансформаторами - done!
Аватара пользователя
Alex
Site Admin
Сообщения: 3639
Стаж: 12 лет 4 месяца
Репутация: 1956
Откуда: Kiev
Аудио система: www.is.gd/l0dt3T
Контактная информация:

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение Alex »

Цікаво ;)
gelert
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 112
Стаж: 1 год 7 месяцев
Репутация: 57
Откуда: Горлівка Донецької обл
Аудио система: homemade

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение gelert »

Порошкове залізо і аморфне (нанокришталеве) — це зовсім різні речі. У порошкового мю має порядок біля 100, у аморфного — 100000. Порошкове має розподілений зазор і доволі прямокутний гістерезіс, аморфне - це стрічка завтовшки до 50мкм, нею намотан тор. Це ближче до пермалою. Трансформатор струму лічильника як раз на такому. Зазвичай на ньому тільки вторинна обмотка, первинна монтажна. Вторинної там десь 1500 — 2500 витків.
Скоріш за все, запропоноване Justasом буде кращим варіантом.
PS Доречі, і у 137-го G=0,5
mr. Dream
Гуру электроники☆☆☆
Сообщения: 121
Стаж: 1 год 6 месяцев
Репутация: 99
Откуда: Ternopil
Аудио система: Class D amplifier / own development

Re: Вимірювання параметрів мостового підсилювача

Сообщение mr. Dream »

Таки розібрався. Виявилось, що трансформатор на фериті досить таки не поганий для вимірювань мостового виходу і гальванічної розв'язки. А спотворення вносив сам підсилювач. І зв'яано це було з досить великим мертвим часом, що вносив драйвер та мосфети з "затягнутим" turn-on delay та rise time по відношенню до таймінгів вимкнення. Причину локалізував, тепер потрібно придумати грамотне її вирішення.
До речі, які спотворення для класу Д можна вважати допустимими? Бо, наприклад, зменшивши dead-time переключення до нуля можна налетіти на частковий сквозняк, і хоч це ключі не попалить, але нагріву додасть суттєво. Справа в тому, що в мене зворотній зв'язок береться не з виходу після LC фільтру, а з "паралельної" інтегруючої ланки, яка точно повторює вихідну напругу після фільтру. Майже. :lol: Справа в тому, що індуктивність працює дещо по іншому. Коли ключ заривається, а інший ще не відкрився, проти-ерс штовхає напругу в протилежну сторону "трохи вище" шин живлення, ще й в протилежну сторону ) і отой "хвостик" заважає коректно працювати зворотньому зв'язку
05.jpg
При 12В живлення і не впаяних діодах Шотткі це дуже добре видно на осцилограмі несучої. Нагадаю, це міст, тому напруга на діодах ключів подвійна.
Ответить

Вернуться в «Измерительная техника»