Class D Amplifier1

Não devemos esquecer também que já existem class d's de altíssima performance de áudio,e esses sim,não perdem nem em agudos pros AB's,são altamente complexos e sua qualidade sonora se deve principalmente ao valor da frequencia de pwm,que já passa de 1MHZ,assim,o filtro passa baixas na saida pode ficar com corte em até 100khz,deixando passar assim todas as frequencias audíveis sem deformação.Mas nunca conseguiremos um desses montando em casa,são montados sobre os mais rígidos testes,pcb altamente complexos e componentes de primeira linha e difíceis de achar.Alguns fabricantes:Yamanha,Behringer,Crown etc.Lembro-me de ter visto um desses operando a 1,5MHZ.
Pessoal,recomendo a voces,entrem no site [Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link] o quanto puderem de esquemas dessas marcas que citei e outras como Boss,Pioneer,Sony etc e analizem os esquemas,é muito bom pra adquirirmos conhecimento.
Esse site só tem um problema,ele só deixa voce baixar 2 esquemas por dia,mas isso pode ser resolvido da seguite forma:baixem um navegador chamado TOR BROWSER,esse navegador é o mais seguro do mundo,ele funciona como proxer,toda vez que voce abre,ele te dá um ip diferente,de todo o mundo,ora é dos EUA,ora da Ásia,assim,voce poderá entrar no elektrotanya e baixar quantos esquemas quiser.Já tenho mais de 3000.

Amigo gostei da dica mas o site parece estar com problema pois não aparece eu já cliquei e ele não abre da erro Servidor não encontrado.

drigo escreveu:Amigo gostei da dica mas o site parece estar com problema pois não aparece eu já cliquei e ele não abre da erro Servidor não encontrado.

Amigo abre sim: você deve ter copiado o link e colado no brauser, coloque só isso e abrirá. Beleza>
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Vantagens e desvantagens percebemos quando comparamos e ao longo do tempo.
Classe AB - alto custo , Media eficiência energética, Peso Pesado, Durável (Robusto), baixa emissão de RF.
Classe D – Baixo custo, Alta eficiência energética, Leve , vida útil media , Alta emissão de RF (Radiação eletromagnética )
Um ponto a ser observado e que a Anatel limita os aparelhos que emitem radiação eletromagnética a 600mW ou no Maximo 1W, mas nos casos dos amplificadores classe D e digitais temos fontes de 1000W a 2000W com tensão de trabalho muito superior aos 12V do computador nos amplificadores podemos ter 200 V e os fios que liga o alto falante serve como antena e o alto falante como um magnetron emitindo a radiação.
O que pode ser feito para minimizar o problema?
1 utilizar aterramento e gabinete sempre metálico, as fabricas estão fazendo gabinete de plástico o que impossibilita o isolamento da radiação.
2 circuito detector de aterramento o aparelho só liga quando o pino terra estiver devidamente conectado ao fio terra e este por sua vez a haste de aterramento.
3 utilização de cabo PP com malha, semelhante ao fio blindado, para a saída e alimentação.
4 utilização de amplificadores em Bridge esta versão tem dois amplificadores em fase positiva e negativa de modo as duas se cancelar (cancelamento de ondas eletromagnéticas) não cancela totalmente mas reduz !
5 aterramento da carcaça do alto falante com um resistor de 100R
6 grade de proteção na frente do alto falante com aterramento mesma técnica utilizada nos fornos de microondas que tem o vidro protegido por uma tela metálica e aterrada.

No futuro podemos ter outras soluções mas simples e eficientes contribua com i com sugestões ideias simples e eficientes !

Veja mais informações em:
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Legal,cada mais gente participando do tópico.Mais só com fundão opinião,com provas cientificas,acho que ninguém aqui pode afirmar que tal classe é melhor que aquela,seria muito leviano afirmar isso,seria com como dizer assim os abs só vão até 10K,não exite limites para eletrônica,tempos depois descobre que uma empresa Alemã já comercializa amp de 20kW e enquanto uns achavam que fontes chaveada só alcançavam os 1000 outra empresa Alemâ já comercializa fontes para forno de indução com 100KW.

Tem um camada aqui na cidade que é fâ do push pull AB,vicio herdado dos anos 90 rsrs,digo para ele jó fora esses Tojos e substitui  por pyramids,que são ABs também e na minha opinião muuuito superiores aos antigões,o camarada contrai todos os músculos faciais e diz que não presta rsrsrs,bom...acabo arrumando seu antigo amplificador e os dois ficam em paz.

Eu acho que os amplificadores vão melhorar bastante,certa vez entrou na oficina um micro philips um dos primeiros que saiu,e tinha lá,dois canais discretos em classe D,todo blindado,dai como bom curioso que sou sou, fui dar uma espiada lá dentro,retirei a blindagem e liguei,e com muito custo ligou,mais os comando do som ficaram desorientados,dai pensei será que fiz alguma caga....nele ? nada disso,o amplificador dele jogava tanta interferência que estava atrapalhando o micro dele e olha que o micro operava em 4mhz,então as harmônicas dele,estava alcançando os 4mhz.

Mais hoje dia,já mudou bastante,tem um sansung max-a65 aqui,todo em plastico com fonte chaveada e classe D,ele não dá intereferencia nem em controles remotos e nem em rádio AM.

Mais como aqui ainda vai acabar saindo um D simples,vejam na foto o tamanho do indutor de uma TS1200 4x que fornece 300w em 1 ohms.

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O que ocorre é que o classe AB sempre vai ser bom em resposta comparado ao classe D. Não tem como contestar.
Classe A melhor ainda hahahah.

A explicação é a seguinte:
Primeiro que por ser linear e trabalhar com níveis infinitos de tensão, é matematicamente impossível de um classe D chegar junto hehehe. É um fato.
É impossível fazer com que o classe D reproduza níveis infinitos de tensão.
Aproximando a onda do classe D, existirá sempre umas ondulações. E mesmo que não tenha por causa do filtro de saída, este mesmo filtro fará o amplificador perder a capacidade de amplificar as harmônicas mais altas.

Mesmo que o filtro não afetasse, ainda assim o classe D não chegaria junto do AB, pois tem aquele processo de conversão e tal.
Na "dimensão micro", vocês iriam ver as escadinhas na onda senoidal, enquanto que num AB e A, são níveis infinitos de tensão.
E sabemos que qualquer transistor hoje tem responde de no mínimo uns 10Mhz heheheh

Eu mesmo projetei aqui um circuito com transistores BC327 para amplificar a corrente de uns pulsos PWM, em tensão de 12V e a harmônica mais elevada do clock digital era de 10Mhz. Era só um BC bem barato e (PALAVRA CENSURADA 11) hehehehe. Imagina um transistor de ponta????

Um amigo meu disse ter projetado um amplificador classe AB com resposta de 20Hz a 300Khz. Não duvidei dele. Vou pegar o esquema com ele para estudar.

Em fim:
Se a tecnologia evoluiu a ponto do classe D ter boa resposta, 35Khz como disse o colega, isso significa que hoje existe tecnologia para um classe AB ser muito melhor em resposta que os de antigamente. É outro fato incontestável. Se não os fazem é por motivos de eficiência baixa e tal.

Mas calma. Não venham querer me dar porrada pois estou apenas citando uma teoria.

Na prática nem o ouvido humano tem alta fidelidade. Principalmente para quem já passou dos 30 kkk
E mesmo as pessoas com sua plena capacidade de audição ainda jovens, o nível de fidelidade varia de pessoa para pessoa. Tem gente que vai ouvir 20Khz com mais intensidade. Outras nem vão ouvir hehehe.

Eu mesmo ouvia uma pessoa ligar uma TV a uns 30 metros de distância.
Era aquele barulho de chaveamento do Flyback das TVs, que acho que era em 17525 Khz. Porém hoje não ouço mais, ou se ouço, é bem fraquinho (Nas TVs que tem flyback é claro).


Artigo muito interessante abordando o assunto de alta fidelidade, citando muitas referências:

É possível existir alta-fidelidade em áudio???
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Com relação aos Amplificadores operacionais serem utilizados no lugar de comparadores de tensão, veja o que diz o projetista do amplificador de 25W a 1225W, o cara conhecido como "ejtagle" nos fóruns:

"Definitivamente o LM311 tem que ficar. É um comparador de alta velocidade, e muito mais rápido do que um TL071 que é um amplificador operacional. Apesar de parecer ser o mesmo, eles não são. Um é otimizado para velocidade de resposta para comparar duas tensões de entrada diferentes, e o outro é otimizado para amplificar linearmente."

O projeto dele:
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Com relação a usar fonte chaveada em amplificador, segue um texto traduzido do seguinte site:
[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]

"Deixe-me dar um pouco de informações sobre a minha pessoa: ... Eu tenho trabalhado profissionalmente na indústria de áudio há mais de 14 anos.
Eu projetei circuitos para as maiorias das grandes empresas de áudio profissional, projetei para uma empresas de equipamentos para audiófilos, e várias empresas de áudio do mercado de consumo.
O ponto importante é: Eu estive por aí no mercado, e sei muito sobre projetos envolvendo amplificadores de áudio.

SMPS podem, e são usados para circuitos de áudio!
Eu mesmo usei-os em circuitos de pré-amplificadores de microfone sensíveis para amplificadores de potência alta.

Na verdade, para os amplificadores de potência maiores, as fontes chaveadas são obrigatórios, uma vez que o amplificador irá trabalhar com algumas centenas de watts, então a fonte de alimentação precisa ser super eficiente.

Imaginem o calor produzido por um amplificador de 1.000 watts com suprimento de energia fornecendo apenas 50% de eficiência!

Mas, mesmo em menor escala, a eficiência de um SMPS muitas vezes faz muito sentido.

Se o circuito analógico é projetado corretamente,o ruído da fonte de alimentação será rejeitado pelo circuito analógico, e este não terá impacto sobre o som.

Para aplicações super-sensíveis ao ruído, pode-se fazer uma abordagem híbrida. Digamos que você tem um ADC que exige +5v. Você pode usar um SMPS para gerar + 6v, em seguida usar um regulador linear de super-baixo ruído para trazer isso para baixo, em +5v.
Você fica com a maior parte do benefício da SMPS, mais o baixo ruído do regulador linear.
Não será uma fonte tão eficiente quanto usar apenas uma SMPS, mas esses projetos são os trade-offs (relação de compromisso, perde-e-ganha).

Mas uma coisa a ter em mente ...
A SMPS para aplicações de áudio precisa ser projetada pensando no áudio.
É claro que você vai precisar de uma melhor filtragem na saída. Mas você também vai precisar pensar em outros detalhes. Por exemplo: A corrente muito baixa na SMPS, pode entrar em algo chamado "modo burst" ou "modo descontínuo".
Normalmente um SMPS vai trabalhar em uma freqüência fixa, mas em um desses modos de comutação vai se tornar um pouco irregular.
Esse comportamento errático pode empurrar o ruído de saída na faixa de freqüência de áudio em que se torna mais difícil de filtrar.
Mesmo que a SMPS seja chaveada em 1 MHz, em um desses modos você poderia obter 10KHz de ruído. Controlar a forma como isso acontece depende do projeto do chip que a fonte de alimentação usa.

Em alguns casos você não pode controlá-lo. em outros casos você não tem escolha a não ser usar um chip diferente ou usar uma abordagem híbrida.

Algumas pessoas defendem o uso de apenas fontes de alimentação lineares para áudio.
Se por um lado as fontes lineares são menos ruidosos, por outro elas têm muitos outros problemas:
Calor, eficiência e peso sendo os mais importantes.
Na minha opinião, a maioria das pessoas que só usam fontes lineares, só são mal informadas ou preguiçosas. Mal informadas porque não sabem como lidar com fontes chaveadas ou preguiçosas porque não se interessam em aprender a projetar circuitos robustos.

Eu projetei equipamentos de áudio com SMPS, o suficiente para provar que o projeto pode ser feito sem muita dor de cabeça."

Deixa eu te perguntar Albert,você já simulou o primeiro projeto usando lm393 em algum simulador ? eu joguei ele no multisim ontem e o resultado foi péssimo,todas as formas de onda ficaram horríveis

eu montei esse esquema tão falado com lm393 de 100W e te digo que so tem qualidade em certo nivel de audio mas na boa ele não deu 100W nem a pau pois comparando com um projeto de tda7294 que chega aos 80W ele deve ter chegado na metade da potencia isso usando a mesma fonte e mesma caixa , então acho que tem que verificar melhor este projeto pois quando se coloca nivel de mais independete da fonte o audio distorce muito e não é o indutor pois fiz ele com 35uh cravado

Liliano no lugar dos 2n..você usou os Bcs ? Vou refazer a simulação desde o inicio pra ver se muda algo.

ELETRÔNICA PEREZ escreveu:Deixa eu te perguntar Albert,você já simulou o primeiro projeto usando lm393 em algum simulador ? eu joguei ele no multisim ontem e o resultado foi péssimo,todas as formas de onda ficaram horríveis

Segue:

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Aqui podemos ver o mesmo sinal de áudio senoidal com freqüência fixa em azul, e os dois sinais de onda retangular PWM nos Gate dos mosfets em verde e vermelho. Neste esquema se usa mosfets de canal P e de canal N o que simplificou o circuito Driver. Usa uma ponte inversora de meia ponte alimentada por fonte simétrica. Nada impede que se use ponde completa, porem complica o circuito.




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Este é o resultado da simulação. Em azul a onda quadrada que sai da ponte inversora, antes do filtro indutivo e capacitivo (Uma espécie de filtro passa baixa), em verde a forma de onda depois do filtro passa baixa, um sinal de som com freqüência fixa. Podemos notar pequenas ondulações na onda senoidal, na verdade um tipo de ruído. Este ruído não ouvimos, pois além de ter tensão muito baixa, a frequência é alta. Esta ondulação é resultado de um processo que gera os pulsos PWM, ele é realimentado em uma das entradas do comparador. Por isso que se diz que esta tecnologia de amplificador é auto-oscilante.

[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem]
Com relação a auto-oscilação, ela está naquela ondulação da onda.
Você já deve saber que para gerar um PWM, basta injetar em uma das entradas do comparador uma onda triangular. Na outra entrada do comparador pode ser o sinal de áudio por exemplo.

Este amplificador UCD dispensa oscilador triangular, pois ele já executa duas tarefas numa só realimentação:
O sinal que é pego da saída do amplificador está realimentado na entrada do comparador, de forma que realmente faz oscilar.
Contudo, cada pulso que é disparado em cima do indutor de saída, causa uma pequena ondulação;
Um pico e um vale. Este é realimentado por um filtro formador de um capacitor de alto valor e um resistor em paralelo com este capacitor. Ao injetar o áudio na outra entrada, ele põe-se a oscilar, e as próprias ondulações que ficam em cima de cada senoide, servem como onda triangular, desempenhando a mesma função.

Aquelas ondulações em cima da senoide é realimentada na entrada não inversora do comparador, depois comparada com o áudio. Deste processo sai o PWM.
Na mesma realimentação que captura as ondulações para usa-las como onda triangular, também é feita a realimentação que corrige distorções do áudio.

ELETRÔNICA PEREZ escreveu:Liliano no lugar dos 2n..você usou os Bcs ? Vou refazer a simulação desde o inicio pra ver se muda algo.

amigo usei bc337 e 327 e foi o que ficou melhor como pesquisei o datahseet , mas eu acho que tem alguma modificação em relação a o capacitor de 220 pra 47 mas não sei bem ao certo

CMeletronica escreveu: eu montei esse esquema tão falado com lm393 de 100W e te digo que so tem qualidade em certo nivel de audio  mas na boa ele não deu 100W nem a pau pois  comparando com um projeto de tda7294  que chega aos 80W ele deve ter chegado na metade da potencia isso usando a mesma fonte e mesma caixa ,  então acho que tem que verificar  melhor este projeto pois  quando se coloca nivel de mais independete  da fonte o audio distorce muito e não é o indutor pois fiz ele com 35uh cravado

Você acredita que estou usando ele e tem mais de 3 anos?
Com relação a distorção não vejo nada demais. Seria igual a um AB de mesma potência.

poxa mas vc mudou algum coisa ? usou o 2n ou bc337 ?

Usei BC327 e BC337

O MEU TB SO TROQUEI OS FETS POIS NÇAO TINHA EM MÃOS OS ORIGINAIS SO QUE COLOQUEI MELHORES QEU ELES

ELETRÔNICA PEREZ escreveu:Até pouco tempo atrás,algumas pessoas diziam que fonte chaveada só iam até os 1000W,aqui mesmo no forum tinham muitas pessoas,fico pensando....dá onde vem tais informações ? Quando agente faz uma pesquisa, em uma monografia na área da engenharia eletrônica por exemplo,já me deparei com tais informações também,algumas diziam que as fontes flayback só alcançavam os 200W ! Será que está errado ? Pior que não ! porque foi referencias bibliográficas de 25,30 anos atras,o que acontece e que está totalmente ultrapassado.

Agora falam sobre a resposta de frequência dos classe D,mais já exitem aparelhos comerciais que vão de 3HZ a 35Khz,
superando muitos amplificadores Abs,o fato é... quem dá manutenção na área da eletrônica,percebe que está cada vez mais raro encontrar amplificadores abs embutidos nos aparelhos comercias,quem vão desde aquele tocadores mp3,Tvs,Home theater,lines em fim a lista é imensa.

Eu percebo que alguns manuais de amplificadores,principalmente da linha automotiva,declaram em seu manual uma porcentagem de distorção que nos engana e marcara a qualidade do amplificador.por exemplo : 0.01% em 60W,mais acontece que esse amplificador chaga aos 2000W,e quanto dará,quando chegar na potencia máxima ? Ai é que está...

Bom dia a todos...

Leandro, sobre relação da SMPS superior 1000W estou contigo nessa...

Talvez quem disse isso na época, pode ser que não tem costume de acompanhar evoluções constantes todos os dias, tem preguiça de correr atrás de informações e técnicas atuais, tem um ideia retrógrada do século passado, sem o devido
conhecimento do assunto, ou talvez sejam uns arrogantes e isolentes que pensam que aprendeu tudo sobre eletrônica.  

Eu mesmo, tenho 19 anos de puro curso de eletrônica, sem previsão para terminar este curso, devido ao mundo onde estamos envolvidos que se chama ( ciência ), sempre com evoluções tecnológica que nunca vão acabar, novos equipamentos no
mercado, novos componentes e devemos aprimorar todos os dias com novas técnicas e dominar esta arte.

Há 19 anos no curso de eletrônica, pois é, na verdade sempre vou ser um eterno aprendiz...

Parceiro é possível sim elaborar uma SMPS acima de 3KW bem tranquilo...

Digo isso porque sou empenhado, pesquiso e estudo pra caramba novas técnicas de elaborar conversores DC-DC elevadores de tensão, que não deixa de ser uma SMPS.

O négocio é exatamente como mostra neste diagrama em bloco...

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Isso que está no diagrama acima seria associação de conversores distribuídos.

O interessante desta técnica que posso utilizar dois tipos de topologia ( Boost ) e ( Flyback ).

Seria os mesmo princípio utilizado em fontes lineares por associação em série e paralelo.  

Este seria o conceito que ainda vou trabalhar nos futuros conversores DC-DC, que serve para elaboração de uma SMPS bem servida. Manda bala na EP-3000 kkkaaakkk.

OBS: Espero que você e nem o Renato não venham arrancar o meu couro por fazer comentários do classe AB kkkaaakkkk.
Apenas disse que uma potência de ( 1000Wrms ) por canal seria um aquecedor ambiental, não disse que ele é limitado em termos de potência. Eu gosto das duas classes em questão....  

Tempos atrás foram efetuado uns testes com os AMP's ( AB ) e ( D ) de mesma potência, utilizando uma SMPS de 550W.

Então fiz uma comparação com um par amperímetro do mesmo fabricante e modelo, então foi verificado relação da conversão de potência extraída da rede elétrica e potência convertida em áudio ao extremo.

Com isso foi verificado relação do rendimento de ambos AMP's...

Bom material que postou Anderson

Por falar em abs me veio a mente o Debunker,que foi o amplificador que mais gostei de montar e ouvir,bem diferente dos anteriores que já montei,sem puxar o ....mais é verdade.Mais relembrando aqui,logos nos primeiros testes,da forma que montei,sem qualquer ajuste,ele chegou 90khz com gerador

Ontem eu liguei o dzinho usando o LM,o som dele realmente é bom,as formar de onda também,só a questão da potencia que está a desejar,deu 12,5V com carga de 8ohms,a partir disso ele começa a pipocar como se estivesse ligado a uma fonte fraca.

Também testei com o LF353 a forma de onda melhorou bastante,só que o gando do ci é diferente e precisa ser ajustado.

[img][Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem][/img]

eu tb acho que tem alguma coisa errada em relação ao ganho mesmo pois achei bem fraco e acontece o mesmo com o meu

Anderson M escreveu:Então fiz uma comparação com um par amperímetro do mesmo fabricante e modelo, então foi verificado relação da conversão de potência extraída da rede elétrica e potência convertida em áudio ao extremo.

Com isso foi verificado relação do rendimento de ambos AMP's...

Amigo estas informações são importantes vc pode explicar qual foi o resultado acredito que o Classe D tem maior rendimento.

Consumo da rede e potencia máxima em watts RMS: Classe D ? e Classe AB ?

Pois é Leandro, este diagrama em bloco postado é o espírito do negócio para conseguir potências excepcionais em SMPS.

Isso poderia ser implementado utilizando suas ideias da EP-1000, só mudaria mesmo etapa de potência utilizando este princípio de conversão distribuída em paralelo, então assim quebra de vez o tabu para os arrogantes e insolentes que disse com convicção em outros fóruns que era impossível uma SMPS acima de 1KW.

Por falar em Debunker, estou aguardando o Renato finalizar outra versão, assim esperar o CM fabricar as PCB's para montar os dois logo na mesma tacada. Vou levar eles ao extremo nos testes para ver se recebem o selo INMETRO kkkaaakkk.

Brincadeira, sei que ele tem competência nos AB. Ou louco 90Khz, é ele não brinca em serviço quando assunto é classe AB.

É isso aí o negócio é fazer experimentações dos circuitos, eu também gosto de fazer muito estas coisas.

alexsandro rodrigues de a escreveu:

Amigo estas informações são importantes vc pode explicar qual foi o resultado acredito que o Classe D tem maior rendimento.

Consumo da rede e potencia máxima em watts RMS: Classe D ? e Classe AB ?

Então amigo, os dados coletados no dia da avaliação estão lá em casa, como estou na assistência peço que aguarde. Vou postar sim os valores coletados, não lembro de cabeça.

Os testes foram realizados no início deste ano...

Vou logo adiantando, os AMP's testados são de 120Wrms por canal, eles não são de procedência comercial.

Um rapaz que está estudado eletrônica que às vezes pede um auxilío que montou os AMP's. Ele fez um pedido para ser feito uma análise com meus instrumentos.

Acho que esse classd com LM393 pode ser melhorado usando um oscilador separado,tirando ele do modo ucd,aí poderá melhorar essa questão da distorção e falta de potencia.Acontece que no projeto original,voce vai aumentando o volume e quando chega a um determinado nivel,a tensão de realimentação pra fazê-lo oscilar ultrapassa um valor máximo,levando o circuito todo a se comportar de maneira errada.Colocando um oscilador fixo,precisaríamos nos preocupar apenas em ajustar o valor do resistor de realimentação.Melhor ainda,colocaríamos um op amp antes do lm,como pré e realimentação antes do indutor,indo pro op amp,a saída deste entrando no comparador e misturando o sinal com o do oscilador.É só uma idéia.

otima ideia amigo , alem de se poder usar um op de alta impedancia permitindo assim amplificação até de instrumentos musicais