Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Grazie mille per i consigli.
Per quanto riguarda il layout, farò i collegamenti il più corti possibili ovviamente.
La rete snubber aggiuntiva la implemento subito

Adesso vado a vedermi la tua soluzione per l'antibump e poi studio qualcosa (dove posso trovarlo?)

Qui ho messo lo schema con spiegazione (al momento è l'ultimo post):
http://e2e.ti.com/support/amplifiers/audio_amplifiers/f/6/p/209307/1195915#1195915

fritznet ha scritto:
Per l'eventuale group buy per schede ed eventualmente saldature SMD conta che io ci sto  

Anch'io.

Evaluation board del TPA3116D2 fornita dalla Texas http://www.ti.com/tool/tpa3116d2evm

Emerge che la tensione di alimentazione può variare tra 4.5 e 26 Volt - 8 Ampere.

Sisi, avevo visto
8A a 26 volt iniziano a essere delle belle correnti

Per l antibump ho qualche idea, un ibrido tra la mia e quella di giancarlo.

Il mute può forse essere utile quando si commutano gli ingressi. Ma potrebbe anche servire da anti-bump, anche non automatico.

interessatissimo

In questi giorni di ozio parziale mi sono guardato lo schema. Solo parzialmente però, perché tutto in un colpo è troppo per le mie povere, anziane, meningi... A rate conto di guardarlo per bene tutto... Vedremo se ce la faccio...

Innanzi tutto complimenti per la dedizione e per la ripartizione delle capacità in vari punti del circuito   . Guardando lo schema mi sento di dire:

1) Non riesco a leggere i valori di: C35 - C36 - C50 - C51 - C53 - C54 - C68 - C69
2) Così come non riesco ad identificare i pin 1 e 2 di Z1 e Z2. Immagino che Pin1 = + e Pin2 = - è così?
3) Guardando lo schema della Evaluation Board della Texas ho notato che loro hanno messo quattro gruppi RC (330 pF + 10 Ohm in serie) tra i pin d'uscita: OUTPR - OUTNR - OUTPL - OUTNL e la massa. Nel tuo schema non ci sono, ma non so dire se ci vogliano o no. Eventualmente a livello di stampato si possono prevedere, e poi montare o non montare.
4) Io farei anche un comando MUTE manuale. Anche semplicemente mettendo a massa la base del transistor Q1. Può essere utile in molte situazioni, per esempio anche prima dello spegnimento per evitare eventuale bump.

Poi una domanda: nel caso di amplificatore single ended, quindi non a ponte, e ingresso sbilanciato, i condensatori C32 e C34 possono essere omessi e i corrispondenti pin INNR e INNL collegati a massa?

Fine prima parte.

Per deduzione il valore dei condensatori da C35 a C69 indicati nel post precedente dovrebbe essere 100 nF. Corrisponde?

PHIL MASNAGH ha scritto:
3) Guardando lo schema della Evaluation Board della Texas ho notato che loro hanno messo quattro gruppi RC (330 pF + 10 Ohm in serie) tra i pin d'uscita: OUTPR - OUTNR - OUTPL - OUTNL e la massa. Nel tuo schema non ci sono, ma non so dire se ci vogliano o no. Eventualmente a livello di stampato si possono prevedere, e poi montare o non montare.

Ciao PHIL, se vai indietro di una pagina vedrai che ne abbiamo già parlato.

PHIL MASNAGH ha scritto:
Poi una domanda: nel caso di amplificatore single ended, quindi non a ponte, e ingresso sbilanciato, i condensatori C32 e C34 possono essere omessi e i corrispondenti pin INNR e INNL collegati a massa?

Il chip TPA3116 non può essere montato in single ended, ma solo a ponte, nelle due configurazioni in BTL (a ponte) o in PBTL (ponte di amplificatori in parallelo)
Ricordiamoci che in PBTL, a parità di impedenza del diffusore, non raddoppia la potenza d'uscita, perchè la tensione d'uscita di un BTL o PBTL è sempre la stessa.
Il raddoppio della potenza d'uscita si ha solo dimezzando l'impedenza del diffusore (es: da 4 a 2 ohm), condizione in cui, la connessione in PBTL, consente di gestire il raddoppio della corrente richiesta senza problemi, ovvero senza aumento considerevole della distorsione.
Il PBTL è necessario per pilotare un subwoofer o diffusori poco sensibili, con modulo d'impedenza che scende molto in basso, perché rispetto al BTL "semplice", si ha una maggiore capacità di pilotaggio in corrente.

Beh hai ragione, ma forse non hai risposto alle mie domande . Per Single Ended poi mi rifacevo a quanto scritto da Bambinz sullo schema cioè la configurazione BTL. Rimangono poi le possibilità di sincronizzare più dispositivi. Secondo te è una feature interessante?

PHIL MASNAGH ha scritto:Beh hai ragione, ma forse non hai risposto alle mie domande . Per Single Ended poi mi rifacevo a quanto scritto da Bambinz sullo schema cioè la configurazione BTL.

Il Single Ended è proprio una configurazione a sé stante, che nel caso di alimentazione singola, richiederebbe l'uso di condensatori elettrolitici d'accoppiamento in uscita e avrebbe una potenza pari ad un quarto, rispetto alla configurazione a ponte (BTL).
Come dicevo nel caso della TPA3116 la configurazione Single Ended non è prevista.
Il Single Ended è ad esempio implementabile con la TK2050.
Se si vogliono eliminare i condensatori di accoppiamento in ingresso, bisogna utilizzare dei costosissimi trasformatori.

PHIL MASNAGH ha scritto:
Rimangono poi le possibilità di sincronizzare più dispositivi. Secondo te è una feature interessante?

Teoricamente la sincronizzazione andrebbe implementata quando si utilizzano più chip TPA3116 nello stesso amplificatore e infatti sul datasheet è presente la sincronizzazione Master/Slave tra il chip in BTL (Master) e quello in PBTL (Slave).
Gli amplificatori basati su TPA3116 in 2.1, tipo questo
http://www.aliexpress.com/item/TPA3116-2-1-channel-digital-amplifier-board-100W-50-50W-subwoofer/2020216948.html
dovrebbero quindi avere i due chip sincronizzati.
Nel caso di due chip in PBTL, non ho mai letto/visto realizzazioni che prevedessero la sincronizzazione, ma in effetti, andrebbe fatta.
In ogni caso la sincronizzazione serve a limitare le interferenze a livello RF (in onde medie) e non a migliorare le qualità audio in BF, per cui non credo che chi ha montato due schede in PBTL si sia preoccupato più di tanto di questo aspetto.

A proposito..
L'utente "DUG" du diyaudio.com ha già realizzato schede in PBTL, che vende con il solo chip premontato, ma fa utilizzo di componenti SMD.
Non credo che "DUG" abbia previsto una sincronizzazione tra i chip di diverse schede.

Ottimo , aspetto con pazienza che sia pronto il primo circuito stampato per comprarne uno , dal canto mio posso solo consigliare di non andare di fretta e studiare bene il circuito mettendoci tutto quello che occorre e studiandolo in modo da essere il più flessibile possibile , anche io penso sia meglio con il potenziometro on board

Giancarlo ha scritto:
Il Single Ended è proprio una configurazione a sé stante, che nel caso di alimentazione singola, richiederebbe l'uso di condensatori elettrolitici d'accoppiamento in uscita e avrebbe una potenza pari ad un quarto, rispetto alla configurazione a ponte (BTL).
Come dicevo nel caso della TPA3116 la configurazione Single Ended non è prevista.
Il Single Ended è ad esempio implementabile con la TK2050.
Se si vogliono eliminare i condensatori di accoppiamento in ingresso, bisogna utilizzare dei costosissimi trasformatori.

Forse mi sono espresso malamente Scusa. Provo a rimediare:

1) Ho usato la dizione Single Ended semplicemente perché l'ho letta sullo schema di Bambinz. Neanche immaginavo si potesse fare SE. Io pensavo che per SE intendesse due amplificatori distinti per ogni chip. Cioè SE=BTL, per semplificare.

2) Io non voglio eliminare il condensatore d'ingresso, ma eventualmente solo quello riferito a massa nella configurazione BTL con ingresso sbilanciato. Nello schema di Bambinz sarebbero il C32 per un canale e il C34 per l'altro. Cheddici, si potrà fare?

3) Da quel che ho capito la sincronizzazione sarà utile in caso di più chip. A cosa serva esattamente non so, probabilmente ad evitare battimenti, e quindi casini, per le inevitabili differenze di frequenza di clock tra un chip e l'altro. Dal momento che hanno previsto la sincronizzazione probabilmente una sua utilità ce l'avrà, forse già a partire da due singoli chip in PBTL dentro un unico case stereo, o nell'esempio che citi di una schedina 50+50+100 W. E da momento che si sta discutendo di disegnare uno stampato ex-novo, reputi sia utile avere anche questa sincronizzabilità?

Interessante la notizia che DUG venda delle schede simili a quelle che si vogliono realizzare qui. Il che potrebbe essere la soluzione ai nostri problemi senza oltre andare...

PHIL MASNAGH ha scritto:
2) Io non voglio eliminare il condensatore d'ingresso, ma eventualmente solo quello riferito a massa nella configurazione BTL con ingresso sbilanciato. Nello schema di Bambinz sarebbero il C32 per un canale e il C34 per l'altro. Cheddici, si potrà fare?

No, non si può fare, perché tutti e quattro gli ingressi differenziali della TPA3116, compresi quelli riferiti a massa con condensatori (pin 5 INNR, pin 11 INNL), sono polarizzati (BIAS) internamente a 3V.
E' quindi presente una tensione continua sui quattro pin d'ingresso di 3V, che va "isolata" dalla sorgente.
Come già detto precedentemente si può in alternativa usare un trasformatore.

PHIL MASNAGH ha scritto:
3) Da quel che ho capito la sincronizzazione sarà utile in caso di più chip. A cosa serva esattamente non so, probabilmente ad evitare battimenti, e quindi casini, per le inevitabili differenze di frequenza di clock tra un chip e l'altro. Dal momento che hanno previsto la sincronizzazione probabilmente una sua utilità ce l'avrà, forse già a partire da due singoli chip in PBTL dentro un unico case stereo, o nell'esempio che citi di una schedina 50+50+100 W. E da momento che si sta discutendo di disegnare uno stampato ex-novo, reputi sia utile avere anche questa sincronizzabilità?

La sincronizzazione serve esattamente ad evitare battimenti e come dicevo precedentemente queste interferenze "cadono" in onde medie.
Texas Instruments ha previsto la sincronizzazione perché quando si mettono in commercio apparecchi elettrici, questi devono essere certificati per non produrre interferenze significative agli altri apparati nei dintorni, devono cioè essere approvati dalla FCC - Federal Communications Commission.
Se si pensa di utilizzare una radio in onde medie vicino alla TPA3116, ovviamente sarà il caso di prevedere la sincronizzazione.
Visto e considerato che la sincronizzazione la si ottiene con una sola resistenza collegata tra i due chip, oltre che con la scelta opportuna dei valori delle resistenze collegate ai pin 8 (GAIN/SLV) dei due chip, si può prevedere tale collegamento.

Giancarlo ha scritto:
No, non si può fare, perché tutti e quattro gli ingressi differenziali della TPA3116, compresi quelli riferiti a massa con condensatori (pin 5 INNR, pin 11 INNL), sono polarizzati (BIAS) internamente a 3V.
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Come già detto precedentemente si può in alternativa usare un trasformatore.
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La sincronizzazione serve esattamente ad evitare battimenti e come dicevo precedentemente queste interferenze "cadono" in onde medie.
Texas Instruments ha previsto la sincronizzazione perché quando si mettono in commercio apparecchi elettrici, questi devono essere certificati per non produrre interferenze significative agli altri apparati nei dintorni, devono cioè essere approvati dalla FCC - Federal Communications Commission.
Se si pensa di utilizzare una radio in onde medie vicino alla TPA3116, ovviamente sarà il caso di prevedere la sincronizzazione.
Visto e considerato che la sincronizzazione la si ottiene con una sola resistenza collegata tra i due chip, oltre che con la scelta opportuna dei valori delle resistenze collegate ai pin 8 (GAIN/SLV) dei due chip, si può prevedere tale collegamento.

Ottimo, bene,GRAZIE, chiarissimo Perfettamente d'accordo sulla sincronizzazione: per quel che costa meglio che ci sia. Così poi otteniamo anche la certificazione FCC    
Il discorso trasformatore d'ingresso lo lascerei a chi voglia spendere. Un'altra domanda: il condensatore che disaccoppia l'ingresso del differenziale riferito a massa, è necessario sia buono o basta che disaccoppi la CC? Dev'essere uguale a quello dell'altro ramo del differenziale? Rigrazie

PHIL MASNAGH ha scritto: Un'altra domanda: il condensatore che disaccoppia gli ingressi riferiti a massa, è necessario sia buono o basta che disaccoppi la CC? Dev'essere uguale a quello dell'altro ramo del differenziale? Rigrazie

Bella domanda!
Ovviamente mettendo 4 cap identici non si sbaglia di sicuro, ma c'è da dire che i cap sul capo caldo sono in serie al segnale, gli altri invece ci danno "solamente" il riferimento verso massa..
4 cap MKP di pregio, avrebbero dimensioni e costi notevoli.
Reputo che la scelta di mettere cap dello stesso valore, ma di tipo diverso sugli ingressi riferiti a massa, sia una scelta sensata.
Opterei per due condensatori di tipo MKP sui capi caldi e due MKT o MKS verso massa.
Tutti e quattro i cap li metterei da 2.2uF e non da 1uF.
Tutto IMHO.

Ho come la sensazione che anche quelli riferiti a massa siano percorsi dal segnale; anche se non sembra il segnale da una parte va e dall'altra viene, credo...

Altrimenti basterebbe fare uno step di tensione di 3V con semplice partitore resistivo e uno zener o un led appropriato e riferire a quei 3V, senza condensatore nel mezzo, gli ingressi invertenti. Scusa se sparo, ma mi piace tanto fare così...

PHIL MASNAGH ha scritto:Ho come la sensazione che anche quelli riferiti a massa siano percorsi dal segnale; anche se non sembra il segnale da una parte va e dall'altra viene, credo...

Per semplificare:
I condensatori di accoppiamento sugli ingressi li devi considerare dal punto di vista del segnale audio, come un corto circuito, per cui quelli sul capo caldo sono in serie, gli altri sono un "semplice" bypass verso massa.

PHIL MASNAGH ha scritto:
Altrimenti basterebbe fare uno step di tensione di 3V con semplice partitore resistivo e uno zener o un led appropriato e riferire a quei 3V, senza condensatore nel mezzo, gli ingressi invertenti. Scusa se sparo, ma mi piace tanto fare così...

Mi hai fatto venire in mente che avevo studiato qualcosa del genere in una conversione Analogica/Digitale nell'interfacciamento tra Opamp e ADC, con l'utilizzo di un level shifter..

Mai visto comunque fare qualcosa del genere in campo audio..

Per potere utilizzare un solo cap sul solo ingresso non invertente, bisognerebbe sapere se è possibile collegare agli ingressi invertenti e non invertenti della TPA3116, due resistenze di alto valore (es. 100k) verso massa, senza che questo alteri la polarizzazione della TPA stessa.
Non fate prove ovviamente..
Edit: Probabilmente è possibile, perché in PBTL gli ingressi del canale sinistro vengono collegati assieme a massa.

Guardando i datasheet, mi sono accorto che a pag.5 il valore massimo negativo consentito per gli ingressi INPL, INNL, INPR, INNR è di soli -0,3V.
Il valore massimo positivo consentito è invece 6,3V.
Come è possibile?
Collegando una sorgente alla TPA credo sia assolutamente normale che possano giungere picchi negativi sugli ingressi superiori a -0,3V.
Boh..

L'idea che mi è venuta è questa:


In teoria potrebbe funzionare nella sola connessione PBTL, perché in BTL il collegamento sul canale sinistro delle resistenze da 100K verso massa, verrebbero "interpretate" dal chip come configurazione PBTL.

Le resistenze da 100k dovrebbero avere una tolleranza dell'1% (ma anche meno) e andrebbe verificato se l'offset in uscita si mantiene su valori accettabili (<50mV).
Eventualmente sarebbe possibile aggiungere un trimmer da 470ohm/1Kohm tra le due resistenze, con il cursore collegato a massa, in modo tale da poter regolare l'offset.

Ripeto: NON FATE PROVE!

Ho ravanto in rete ed ho trovato questa interessante ma chilomentrica discussione in inglese.... Forse quella cui facevi cenno tu. c'è molta roba interessante, e posto tre link a caso tra i molti possibili.

http://www.diyaudio.com/forums/class-d/237086-tpa3116d2-amp-141.html
http://www.diyaudio.com/forums/class-d/237086-tpa3116d2-amp-527.html
http://www.diyaudio.com/forums/class-d/237086-tpa3116d2-amp-534.html

Nel secondo vi è quella che sembrerebbe la "scheda nera" Yuan-Jing. Se le indicazioni scarabocchiate sopra l'immagine sono OK, sarei portato a credere che i due ingressi, differenziali, di ogni stadio siano equipaggiati con condensatori diversi fra loro.

Giancarlo ha scritto:
Guardando i datasheet, mi sono accorto che a pag.5 il valore massimo negativo consentito per gli ingressi INPL, INNL, INPR, INNR è di soli -0,3V.
Il valore massimo positivo consentito è invece 6,3V.
Come è possibile?
Collegando una sorgente alla TPA credo sia assolutamente normale che possano giungere picchi negativi sugli ingressi superiori a -0,3V.
Boh..

Ma no, dai, come potrebbe essere? Una tensione negativa non si genera di per sé se già non è presente nell'alimentatore, almeno credo. Ecco che in caso di pre alimentato con tensione duale questo potrebbe accadere...

PHIL MASNAGH ha scritto:Ho ravanto in rete ed ho trovato questa interessante ma chilomentrica discussione in inglese.... Forse quella cui facevi cenno tu. c'è molta roba interessante, e posto tre link a caso tra i molti possibili.

http://www.diyaudio.com/forums/class-d/237086-tpa3116d2-amp-141.html
http://www.diyaudio.com/forums/class-d/237086-tpa3116d2-amp-527.html
http://www.diyaudio.com/forums/class-d/237086-tpa3116d2-amp-534.html

Nel secondo vi è quella che sembrerebbe la "scheda nera" Yuan-Jing. Se le indicazioni scarabocchiate sopra l'immagine sono OK, sarei portato a credere che i due ingressi, differenziali, di ogni stadio siano equipaggiati con condensatori diversi fra loro.

Il fatto che i due ingressi differenziali di ogni stadio siano equipaggiati con condensatori diversi fra loro nella "scheda nera" è un fatto noto (del resto sono molti mesi che è in mio possesso )
Forse però ti sarà sfuggito che durante le mie elucubrazioni ho partorito il mostro, così da cercare di venire incontro alla tua richiesta di avere un solo cap d'accoppiamento per canale.
Ovviamente siamo allo stato embrionale e magari ho preso un abbaglio colossale..

PHIL MASNAGH ha scritto:
Ma no, dai, come potrebbe essere? Una tensione negativa non si genera di per sé se già non è presente nell'alimentatore, almeno credo. Ecco che in caso di pre alimentato con tensione duale questo potrebbe accadere...

E' proprio questo il mio dubbio.. Ma finora non mi sembra che si siano bruciate TPA per eccesso di segnale negativo in ingresso..