Class D BTL Amp mit ARTA vermessen

[Stomper]

Für einen Kunden soll ich einen China Class D Amp mal unter die Lupe nehmen.

Sein Ausgang ist BTL, mein Interface ein Scarlett 8i6 ... ich habe noch nie ARTA verwendet vorher, mein Kerngeschäft ist normal nicht Audio.

Ich hab mal folgenden Messaufbau geplant, was sagen die erfahrenen ARTA user? Kann man das so messen?
Hab ich was vergessen? Bzw. würdet ihr die Masse vom Scarlett zum Amp führen oder weglassen? Ich tendiere zum Weglassen.

Beste Grüße

[Kleinhorn]

Ich würde das Ding mal mit dem Multimeter ausmessen. Ich schätze, dass eine Seite der Eingangsklemme mit Ground verbunden ist. Wenn das Foto das richtige ist. Es handelt sich um ein L15D Pro ?
BTL ist das nicht, vielleicht auf dem Board durch einen Transistor mehr als beim normalen L15D. Das Ding stammt von LJM.
Der stellt auch Messungen zur Verfügung, gern im Ami-Forum.

Zu Arta kann ich nix beitragen...

Pedda

[Stomper]

Hi, danke für deine Antwort.
Ja, ich hätte das Ding schon mal ordentlich untersucht bevor ich es anklemme, aber wenn es dann tatsächlich Shield und Signal(-) verbunden ist, dann kann ich mir ja die Shield Verbindung vom Scarlett sparen.


Nein, die Abbildung ist irgendeine, die ich aus dem Netz kopiert habe BTL stimmt schon.
Weiß noch nicht, was genau bald auf meinem Tisch liegt, ist noch im Zulauf.

Jemand noch Erfahrung zur Messung mit BTL Amps und ARTA?

[gesperrter_benutzer_ct]

Kann man das so messen?

Wenn der Amp nur eine einfache Versorgungsspannung besitzt nicht.

[Kleinhorn]

Ok...
Wenn Du das Teil hast, poste doch ein Bild. Vielleicht kennt das Board jemand.

Pedda

[Stomper]

Wenn der Amp nur eine einfache Versorgungsspannung besitzt nicht.

Soweit ich weiß läuft er mit 42 Volt Single Supply. Also GND-42 V.

Aber warum sollte das Probleme machen?

Beste Grüße

[gesperrter_benutzer_ct]

Der Ausgang besitzt dann keinen Massebezug mehr, den er aber bräuchte, damit die Anordnung im ersten Beitrag funktioniert. Man könnte jetzt überlegen, den Massebezug entweder eingangsseitig über einen Übertrager aufzuheben oder ausganggseitig wiederherzustellen - funktioniert auch nicht, dann wird der Verstärker schwingen.

Ich hab's mal ausprobiert, geht nicht.

[Stomper]

Ich hab noch mal drüber nach gedacht und seh es nicht...

Also wenn ich Shield vom Scarlett zum Amp verbinde hat der Amp schon mal den Massebezug zum Scarlett. (
Spannungsversorgung vom Amp ist ein Schaltnetzteil. Massebezug zum Amp und zum Scarlett. 42 V glaube ich.

Der Amp in Brückenschaltung Push-Pulled jetzt fröhlich vor sich hin, schubbst also Die Lautsprecherausgänge Positiv und Negativ zwischen +42 und -42 V hin und her mit der H-Brücke.
Jeweils Bezug zu Masse.

Die Werte Teil ich jeweils runter mit dem Spannungsteiler und gebe sie zurück an den Scarlett an die Differenziellen Eingänge.

Wo ist mein Denkfehler?

[gesperrter_benutzer_ct]

Der Amp in Brückenschaltung Push-Pulled jetzt fröhlich vor sich hin, schubbst also Die Lautsprecherausgänge Positiv und Negativ zwischen +42 und -42 V hin und her mit der H-Brücke.

Nö, er hat ja nur eine einfache Versorgungsspannung.

[Stomper]

Mmm... also da bin ich anderer Meinung.

Das ist doch der Grund warum man BTL Treiber mit H-Brücken verwendet, dass man doppelte Spannung am Lautsprecher bekommt ohne symmetrische Versorgung.

Der Lautsprecher "sieht" +42 / -42 V. Nur ist es halt so, dass der negative Ausgang vom AMP nicht GND ist, sondern zwischen GND und 42V schwankt. Negiert zum positiven Ausgang der auch zwischen 42 V und GND schwankt. Daher greife ich ja aber differenziell ab und nicht wie üblich SE.

DC Anteile muss man noch mal messen... notfalls Koppelkondensatoren, aber dann müsste das so doch laufen.

[gesperrter_benutzer_ct]

Daher greife ich ja aber differenziell ab und nicht wie üblich SE.

Das Signal zwischen den Lautsprecheranschlüssen ist aber nicht symmetrisch zu GND und deshalb wird die im ersten Beitrag gezeigte Anordnung nicht funktionieren. Wenn ich am Wochenende dazukomme, oszillografiere ich mal ein bißchen.

[MK_Sounds]

Zunächst finde ich dieses "Schaltbild" als gewerblicher doch etwas verwunderlich. Sonderlich viel unprofessioneller kann man das wohl nicht darstellen.

Wie bereits angesprochen, macht jeder single-ended (SE) Ausgang bei asymmetrischer Versorgung einen offset von vdd/2. Schaltet man die beiden Endstufen (SE) zusammen zu BTL, erhält man entsprechend eine Vollbrücke. Jeder Ausgang macht dabei einen DC-offset von +/- vdd/2. Bei BTL-Verschaltung kann dann der Kondensator, um den DC-Anteil abzublocken entfallen, weil sich die Anteile gegenseitig aufheben. Da bei der Messung aber lediglich das Signal von Interesse ist, welches die Last tatsächlich sieht, bist du mit der differentiellen Messung schonmal auf dem richtigen Weg.

Das wird auch genau so funktionieren, wie auf deinem Schaltbild gezeichnet. Masse am Messabgriff (Verstärkerausgang) nicht verbinden, sondern am Signaleingang der Endstufe (Ausgang der Soundkarte). Ist so eine ganz normale Vorgehensweise. Wenn der Messabgriff falsch herum ist, wirst du das gleich sehen.

[gesperrter_benutzer_ct]

Da bei der Messung aber lediglich das Signal von Interesse ist, welches die Last tatsächlich sieht, bist du mit der differentiellen Messung schonmal auf dem richtigen Weg.

Die hat aber immer noch Massebezug und wird daher meiner Meinung nach nicht funktionieren. Und wenn man den Massebezug durch einen eingangsseitigen Übertrager aufhebt, schwingt das Teil, jedenfalls ein Wondom AB-31282 tut das. Selber probiert.

Nochmal meiner Meinung nach bräuchte man für die Messung einen Isolationsverstärker am Ausgang.

[MK_Sounds]

Die hat aber immer noch Massebezug und wird daher meiner Meinung nach nicht funktionieren. Und wenn man den Massebezug durch einen eingangsseitigen Übertrager aufhebt, schwingt das Teil, jedenfalls ein Wondom AB-31282 tut das. Selber probiert.

Der Massebezug ist ja auch nicht schlimm. Bei der differentiellen Übertragung spielt das eine untergeordnete Rolle. Das definiert im Prinzip nur die "Nulllage".
Um es mal etwas zu abstrahieren: Beim differentiellen Abgriff wird eben Hot - Cold gemacht. Hot - (negatives Signal) gibt dann eben 2 x Hot. Und das ist genau das, was die Last sieht.

[gesperrter_benutzer_ct]

Ja, aber über das Audio Interface besitzen sowohl Ein- wie auch Ausgang den gleichen Massebezug und das nimmt meiner Meinung nach das DUT krumm. Es wird schwingen.

Wie ich schon editierte, braucht man meiner Meinung nach für eine saubere Messung noch einen Isolationsverstärker am Ausgang.

Ich kann mit meiner Meinung sicher auch falsch liegen, aber ich habe schon schlechte Erfahrungen mit der Messung an einem Wondom AB-31282 gesammelt.

[MK_Sounds]

Ich habe die Messung so jedenfalls schon mit einer M-Audio Fasttrack Pro, einem RME Fireface und einem Audio Precision APx555 durchgeführt. Es gab bisher keine Beanstandungen

[phase_accurate]

Je nachdem, wie gut das Focusrite Audio Interface mit dem Trägerrest zurechtkommt, könnte noch das Vorschalten eines passiven RC Tiefpasses notwendig sein.

Guidelines for Measuring Audio Power Amplifier Performance (Rev. A) (ti.com)

Gruss

Charles

[MK_Sounds]

Je nachdem, wie gut das Focusrite Audio Interface mit dem Trägerrest zurechtkommt, könnte noch das Vorschalten eines passiven RC Tiefpasses notwendig sein.

Ja das macht unter Umständen Sinn. Audio Precision empfiehlt das auch, bzw. bietet ein sündhaft teures Add-On für ihre Analyzer speziell dafür an. Die Messungen waren bisher aber auch ohne den zusätzlichen Tiefpass plausibel.

[Stomper]

Erst mal vielen Dank für die rege Beteiligung! Das freut mich!

Zunächst finde ich dieses "Schaltbild" als gewerblicher doch etwas verwunderlich. Sonderlich viel unprofessioneller kann man das wohl nicht darstellen.

Meine Kunden wollen es hübsch und bunt, weil sie was anderes nicht verstehen. Die sind eigentlich immer Fachfremd... Das diese Grafik ein "Schaltbild" ist habe ich ja nie behauptet... es ist eine bildliche Darstellung für meinen Kunden.... und... am Ende hat das Bild ja gereicht um zu verstehen was ich vor hab, oder ;-) ?

Ich habe den Verstärker heute bekommen und mal rudimentär vermessen... nun zuerst mal differenziell:

Verstärker, angeblich 600 W


Messaufbau mit differentiellem Tastkopf und 8 Ohm Last:


Messergebnis max. Leistung bevor man deutliche Verzerrungen sehen kann:


Peak Power: (67,8 V)^2 / 8 Ohm = 574,6 W (erstaunlich nahe am angegebenen Wert !!)
RMS Power: (23,5 V)^2 / 8 Ohm = 69,0 W

Ich vermesse jetzt mal die einzelnen Ausgänge gegen GND.... Ergebnis folgt.

Beste Grüße

[Stomper]

Der Massebezug ist ja auch nicht schlimm. Bei der differentiellen Übertragung spielt das eine untergeordnete Rolle. Das definiert im Prinzip nur die "Nulllage".
Um es mal etwas zu abstrahieren: Beim differentiellen Abgriff wird eben Hot - Cold gemacht. Hot - (negatives Signal) gibt dann eben 2 x Hot. Und das ist genau das, was die Last sieht.

Also die Messungen bestätigen das. Ruhelage gegen GND je Kanal ist 1/2 * VCC - in meinem Fall 25 V.
Den RC Tiefpass braucht man meiner Meinung nach ja nur um den Träger-Rippel von der Schaltstufe raus zu filtern. Kann ich mir mal bauen, aber sollte ja für eine erste Messung auch ohne gehen.

Meine Z-Dioden machen dann halt so keinen Sinn... die würde ich dann einfach weglassen.

Eigentlich müssten die Eingänge vom Scarlett das entsprechend können bin ich der Meinung... 48V Phantomspeisung etc. gibts ja auch... da darf ja auch nix kaputt gehen...
Soll ichs riskieren und den Scarlett anstöppseln oder was meint ihr?

Beste Grüße