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Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

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Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Lun 15 Dic 2014 - 16:57

Buongiorno a tutti Smile
Avevo intenzione di progettare un amplificatore in classe D partendo da zero, quindi dimensionerò componenti, disegnero schematico e PCB, ecc.

L'unico dubbio è sulla scelta del CHIP da utilizzare.
Stavo pensando a uno dei seguenti:

TA2020, TPA3116D2 ( Uso un chip solo oppure uso la configurazione a ponte?).
Avete altre proposte?

Cerco qualcosa che abbia una potenza di almeno 50W con un THD accettabile, inoltre, più facilmente è reperibile il chip meglio è.

grazie mille a tutti

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Lun 15 Dic 2014 - 17:09

Un'ottima idea! Oki Magari, se possibile, studia la PCB in modo da poter montare un singolo componente o due a ponte, a scelta del realizzatore. Io voto per il 3116. Per le mie esigenze il ponte è anche troppo, tuttavia al limite terrò basso il volume... ! Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Lun 15 Dic 2014 - 17:56

Ottima idea quella di inserire le due possibilità.
Non dovrebbe essere troppo difficile implementarlo Smile
Poi appena inizio la realizzazione apro una discussione dedicata.
Magari prevedo anche il modo di montare per ogni tipo di condensatore condensatori di diverse misure cosi ognuno, poi, si può sbizzarrire.


Come mai il 3116? Anchio ero orientato più su quello, poi ho visto che si può arrivare fino a 1.2MHz di campionamento Smile


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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Lun 15 Dic 2014 - 22:02

C'è almeno una discussione, ma credo più di una, intorno al TPA 3116. Anche sul forum di Maurarte se n'è parlato, segnatamente del Breeze. Costa 32.14 dollari USA, ma ti arriva a casa un giocattolino incredibilmente ben suonante. Mau consiglia di alimenetarlo con un lineare non stabilizzato ma solo filtrato.
http://it.aliexpress.com/item/HIFI-class-2-0-stereo-digital-amplifier-TPA3116-high-end-version-50WX2-material-washed-zero-profit/2053384657.html

Che io sappia esistono di quel genere tre schede già assemblate, due nude ed una inscatolata, ma posso sbagliarmi. La scheda rossa è la più cheap, ha tutti i componenti SMD tranne uno o due elettrolitici, quella blu-nera ha più componenti discreti, Quella verde-gialla montata sul Breeze ne ha ancora di più. Io tempo fa comperai la rossa, ignorando l'esistenza delle altre, o forse non erano ancora uscite, non so. Con 15-16 Euro tutto compreso mi è arrivato a casa un amplificatorone incredibile. Provare per credere. Ed è la più cheap, figuriamoci le altre, oppure un PCB con i discreti che uno vuole metterci.

Il TPA 3116 ha molti estimatori anche perchè credo sia più potente del 2020, però forse un po' meno aggraziato Non so, mai fatto il confronto. Comunque sia più di uno qua dentro ha manifestato il desiderio di poter avere un PCB più grande di quelli cinesi, per poterci montare componenti discreti a volontà. Comprati un Breeze, alimentalo bene, sembra che dia il meglio a 21 VCC, nascondilo in un case importante e divertiti a sfidare chiunque ad indovinarne il prezzo Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Lun 15 Dic 2014 - 22:36

Guarda qua http://www.alchimieaudio.com/t843-scheda-tpa3116-5050w E' la scheda rossa che ho anch'io Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Mar 16 Dic 2014 - 18:55

Grazie a tutti dei consigli.

La mia intenzione non è quella di comprare una board gia fatta, ma di progettare tutto io, dallo schema al PCB Smile
Quindi se avete suggerimenti ditemi pure Smile


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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Mar 16 Dic 2014 - 20:19

@Bambinz ha scritto:Grazie a tutti dei consigli.

La mia intenzione non è quella di comprare una board gia fatta, ma di progettare tutto io, dallo schema al PCB Smile
Quindi se avete suggerimenti ditemi pure Smile


Per me vai con il TPA3116, di facile reperibilità, e con moltissime possibilità.

Il chip in sè è affidabile, robusto, iperprotetto internamente.
Ha già uno stadio di preamplificazione integrato (con opamp integrati nel chip).
Puoi variare guadagno, impedenza di ingresso, frequenza di switching ( non di campionamento, non c'è nessuna conversione AD!)...

Inoltre il supporto per questo chip è molto buono, e sicuramente avrà vita lunga, a mio umilissimo parere non è ancora stato spremuto ilmassimo che può dare, del resto è sul mercato si è no da un paio di anni, e si quasi fermi alla evaluation board...
Dal TA2020, nonostante la simpatia e le innegabili qualità, non ci puoi tirare fuori 50W, inoltre credo che sia ormai stato cucinato in tutte le salse, e dulcis in fundo, non è di facilissima reperibilità.

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Mer 17 Dic 2014 - 2:24

@Bambinz ha scritto:Grazie a tutti dei consigli.

La mia intenzione non è quella di comprare una board gia fatta, ma di progettare tutto io, dallo schema al PCB Smile
Quindi se avete suggerimenti ditemi pure Smile


Questo l'avevo capito, ma ugualmente poteva essere una spesa interessante per valutare com'è fatto lo sbroglio, come suona, fare due misure, sostituire qualche componente in prova, testare qualche alimentatore, ecc. Il tutto per arrivare ad avere poi una PCB come vorresti tu e come vorrei anch'io... Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Mer 17 Dic 2014 - 10:08

@fritznet ha scritto:
@Bambinz ha scritto:Grazie a tutti dei consigli.

La mia intenzione non è quella di comprare una board gia fatta, ma di progettare tutto io, dallo schema al PCB Smile
Quindi se avete suggerimenti ditemi pure Smile


Per me vai con il TPA3116, di facile reperibilità, e con moltissime possibilità.

Il chip in sè è affidabile, robusto, iperprotetto internamente.
Ha già uno stadio di preamplificazione integrato (con opamp integrati nel chip).
Puoi variare guadagno, impedenza di ingresso, frequenza di switching ( non di campionamento, non c'è nessuna conversione AD!)...

Inoltre il supporto per questo chip è molto buono, e sicuramente avrà vita lunga, a mio umilissimo parere non è ancora stato spremuto ilmassimo che può dare, del resto è sul mercato si è no da un paio di anni, e si quasi fermi alla evaluation board...
Dal TA2020, nonostante la simpatia e le innegabili qualità, non ci puoi tirare fuori 50W, inoltre credo che sia ormai stato cucinato in tutte le salse, e dulcis in fundo, non è di facilissima reperibilità.
Perfetto,
Intendevo frequenza di switching, ha scuola stiamo facendo campionamento, elaborazione del segnale... Ho pensato una cosa e scritta un altra hehe.

Allora andro di tpa3316.

L idea di acquistare la scheda per fare misure, ecc é buona, ma non ho voglia di spendere 20-30euro per "nulla".

Grazie a tutti

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Gio 18 Dic 2014 - 14:39

@Bambinz ha scritto:
L idea di acquistare la scheda per fare misure, ecc é buona, ma non ho voglia di spendere 20-30euro per "nulla".

Grazie a tutti

Se scrivi questo vuol dire che sai il fatto tuo. Muy bien...!!! Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Sab 20 Dic 2014 - 9:53

Un paio di domande:
Preferite l'alimentazione integrata sulla scheda, oppure solo il connettore dove fornire l'alimentazione?

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Sab 20 Dic 2014 - 14:00

@Bambinz ha scritto:Un paio di domande:
Preferite l'alimentazione integrata sulla scheda, oppure solo il connettore dove fornire l'alimentazione?

A mio parere è meglio lasciare la scelta dell'alimentazione all'utlizzatore (switching per progetti in economia, lineare per quelli più ambiziosi).

Quindi meglio il solo il connettore.

Per il chip, magari lo sai già, ma fino a poco tempo Texas Instruments regalava i samples.
Altrimenti si trovavano a buon prezzo su RS components (mi sembra intorno ai 4€), anche se è passato un anno da quando ci ho guardato e ora magari si trovano anche altrove a prezzi onesti (non sulla baia dove ho visto chiedere 20€ per un solo chip Hehe ).

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Sab 20 Dic 2014 - 16:54

Ecco qui la versione alpha che ho buttato giù un po in fretta.
Ora devo mettermi a ottimizzare il tutto, fare qualche calcolo e simulazione.

Fatemi sapere se avete suggerimenti:





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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Dom 21 Dic 2014 - 0:01

Potresti implementare onboard il famoso circuito antipop di Giancarlo...


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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Dom 21 Dic 2014 - 9:58

Dove posso reperire lo schema, e una domanda, cosa é il pop?

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Dom 21 Dic 2014 - 11:54

Più corretto sarebbe dire anti-bump. Che è quel rumore che emettono gli altoparlanti all'accensione e allo spegnimento. Lo schema lo trovi nella discussione relativa al TP 3116.

Quanto ai tuoi schemi, complimenti. Oki Non li ho ancora guardati con attenzione ma devo dire subito che il secondo non si legge bene, mentre il primo e il terzo sono belli nitidi. Se riuscissi a nitidificare anche il 2° sarebbe OK.  Oki

Poi riguardo agli ingressi denominati "Single Ended" (schema 1): forse volevi scrivere "Sbilanciati" e "Bilanciati"...? Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Dom 21 Dic 2014 - 12:46

Si scusate, era sera tardi e ho fatto un po di confusione XD Intendevo bilanciati e sbilanciati Smile

Per quanto riguarda l'anti-bump non penso che sia necessario. In quanto non ho condensatori in serie al segnale sull'uscita. Infatti, sebbene duri poco, è presente la carica dei condensatori del filtro LC che non mi permettono una variazione istantanea della tensione sugli altoparlanti.
Dovrei fare qualche simulazione, i condensatori in ingresso, potrebbero farmi quest'effetto.

Ho cercato di suddividere le capacita grosse in capacitâ più piccole cosi da abbassarne l'impedenza.

I componenti saranno quasi tutti SMD per ridurre la dimensione delle piste e quindi la loro impedenza.
Pensavo di lasciare i seguenti componenti nel formato through hole (non so se l'ho scritto giusto Very Happy )

     - Le bobine del filtro LC, sapete se esistono bobine da 10uH avvolte in aria gia costruite? Oppure metto le classiche SMD con
       traferro, anche se probabilmente mi peggiorano leggermente il sistema.
     - I condensatori del filtro LC, probabilmente pensavo di metterci dei WIMA FKP adatti ad usi impulsivi, avete altri
       suggerimenti?
     - I ceramici da 2.2uF in ingresso, io ho a disposizione dei bei mundorf da 2.2uF Smile  Ovviamente metterò un footprint che
        permette di saldare condensatori di diverse dimensioni.
Il resto sarà tutto SMD, pure i condensatori elettrolitici ( li metterò tutti ultra low ESR) , visto che di base garantiscono prestazioni migliori. Manterrò comunque un formato saldabile facilmente a mano, 0805.

Ho cercato di lasciare il PCB più personalizzabile possibile, con diverse opzioni durante la costruzione. Se avete altri idee/critiche o altro non esitate a scrivere Smile

Il PCB lo volete dual layer o quattro layer? Il primo è possibile relaizzarlo anche con metodi casalinghi, il secondo tipo bisognerà appogirasi a servizi come eurocircuit.

Infine ecco l'immagine del secondo schema:


Esce ancora sfuocata, non riesco a capire il perchè

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Dom 21 Dic 2014 - 15:29

Mi sembra che stia venedo un bel lavoro... bravo! Oki
Il circuito è effettivamente un antibump.

Credo che dual layer sia sufficiente, visto anche la semplicità del circuito, e magari semplifica le cose.

Mi spiace che questa discussione sia poco seguita, deve essere sfuggita ai tanti che seguono la discussione sul TPA3116.

Mi piacerebbe leggere anche il parere, tra gli altri, di Giancarlo, di Kalium, di Biagio...

Provo a fare un richiamo sul thread TPA3116, vediamo se qualcuno ha qualcosa da suggerire in merito a questo circuito.


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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  PHIL MASNAGH il Dom 21 Dic 2014 - 17:41

Con il minor numero di componenti SMD possibile. Dal momento che i comuni mortali non li saldano facilmente... sarebbe da sondare la possibilità di far fare una piccola serie di tali schede, anche con gli SMD montati. Schede che poi ognuno potrà completare con componenti convenzionali secondo i propri gusti, o la voglia di spendere Oki .

Utilizzando le schede cinesi il bump si avverte...Oki

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Dom 21 Dic 2014 - 18:06

@PHIL MASNAGH ha scritto:Con il minor numero di componenti SMD possibile. Dal momento che i comuni mortali non li saldano facilmente... sarebbe da sondare la possibilità di far fare una piccola serie di tali schede, anche con gli SMD montati. Schede che poi ognuno potrà completare con componenti convenzionali secondo i propri gusti, o la voglia di spendere Oki .


Ecco, sono circa 14 mesi che aspetto una cosa così Laughing

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Bambinz il Dom 21 Dic 2014 - 18:10

Alcune domande:
 - Il controllo del volume devo metterlo oppure lascio cosi e ognuno costruirà il proprio pree con il regolatore del volume?
 - Volete che implemento un preamplificatore dirattamente sulla scheda?
 - Avete qualche preferenza sullo schema dell'antibump oppure me lo faccio a modo mio?

Per quanto riguarda i componenti, in linea di massima più SMD ci sono e meglio è per la qualità. Inoltre, essendo il TPA3116 smd, significa che per usare componenti normali dovrete saldare sia sopra che sotto oppure fare molti vias " a mano" visto che è difficile fare i fori metallizzati a casa.

Ovviamente, almeno, il print sarâ da far realizzare all'esterno. Per grosse quantita costa relativamente poco, a farne due, viene costosetta la storia....

Diciamo che, guardando un po in internet su vari siti, per 20 pezzi vengono 200 euro.
Più print si fanno, minore sarà il costo unitario

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Dom 21 Dic 2014 - 18:41

@Bambinz ha scritto:Alcune domande:
 1- Il controllo del volume devo metterlo oppure lascio cosi e ognuno costruirà il proprio pree con il regolatore del volume?
 2- Volete che implemento un preamplificatore dirattamente sulla scheda?
3- Avete qualche preferenza sullo schema dell'antibump oppure me lo faccio a modo mio?

4- Per quanto riguarda i componenti, in linea di massima più SMD ci sono e meglio è per la qualità. Inoltre, essendo il TPA3116 smd, significa che per usare componenti normali dovrete saldare sia sopra che sotto oppure fare molti vias " a mano" visto che è difficile fare i fori metallizzati a casa.

Ovviamente, almeno, il print sarâ da far realizzare all'esterno. Per grosse quantita costa relativamente poco, a farne due, viene costosetta la storia....

Diciamo che, guardando  un po in internet su vari siti, per 20 pezzi vengono 200 euro.
Più print si fanno, minore sarà il costo unitario

1) A mio parere sarebbe bene prevedere un potenziometro e magari anche le piazzole dirette per entrare senza pot.
2) A mio parere no, oltre al fatto che internamente al TPA3116 c'è già un opamp in veste di pre, la scheda si complicherebbe e perderebbe flesibilità.
3) Ginacarlo ci aveva lavorato bene, mi pare, ma vedi tu se vuoi farne una ex novo, quella di Giancarlo è stata testata sul campo da diversi utilizzatori di TPA3116.
4) Concordo in parte, comunque si, soprattutto alcuni componenti è bene che siano SMD, di sicuro se ce ne sono tanti tagliamo fuori un sacco di possibili interessati, a meno che non si trovi qualcuno che faccia le schede e saldi anche i componenti SMD a costi ragionevoli.

Per l'eventuale group buy per schede ed eventualmente saldature SMD conta che io ci sto Very Happy

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Giancarlo il Dom 21 Dic 2014 - 20:31

In questo periodo non ho molto tempo libero e non ho letto tutto il thread, comunque provo a dare un mio piccolo contributo.

Do' per scontato, che nella realizzazione del layout dello stampato vengano adottate tutte le precauzioni del caso, vale a dire lunghezza delle piste dal +Vcc di alimentazione del chip ai condensatori di bypass, il più breve possibile. Idem per le piste di ingresso segnale, uscite, cap di bootstrap dei gate dei mosfet interni al chip.

Consiglio di implementare degli snubber (rete RC) "supplementari" direttamente sulle uscite del chip.
Questi snubber (330pf/50V e 10ohm) non compaiono nello schema applicativo del datasheet, ma solo nella evaluation board e a detta di chi li ha montati sulle schede blu, dovrebbero ridurre l'asprezza sulle alte frequenze.
Oltre a questi snubber ci dovranno ovviamente essere anche gli snubber EMI C-RC dopo i filtri d'uscita (vedi datasheet).

Per quanto riguarda l'antibump, con lo schema da me proposto tempo fa, agendo sul pin MUTE con una rete RC e diodo di protezione, si elimina il problema solo in fase d'accensione.
Qualora dovessero esserci rumori in fase di spegnimento, avrei anche probabilmente una soluzione.
Ho testato con successo con simulatore LTSpice un circuito che dovrebbe funzionare agendo sul pin di SDZ (shutdown).
In pratica tramite fotoaccoppiatore rilevo la presenza della tensione di rete e non appena si spegne l'amplificatore, metto in shutdown il chip, con un ritardo di appena 15 millisecondi!
Teoricamente il circuito dovrebbe funzionare, ma al momento non lo rendo pubblico per vari motivi:
. Non è stato testato/realizzato nella realtà
. Richiede una certa attenzione, visto che, nel caso di alimentazione switching, una parte del circuito sarebbe collegata alla 230V. Con alimentazione lineare con trasformatore tradizionale, invece, non ci sarebbero problemi di tensioni pericolose, perchè rileverei la tensione sul secondario del trafo
. Non è detto che serva, visto che al momento sembrerebbe che sia affetta dal problema del bump in spegnimento la sola scheda TPA3116 della Sure
. Non avrei tempo per rispondere ad eventuali problematiche

Per il momento è tutto.

Buon lavoro!


Ultima modifica di Giancarlo il Dom 21 Dic 2014 - 20:38, modificato 1 volta

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  fritznet il Dom 21 Dic 2014 - 20:38

Ciao Giancarlo, se non ci si legge prima di allora, auguri di buon Natale e buon 2015! Wink Smile

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Re: Scelta CHIP per autocostruzione amplificatore in classe D

Messaggio  Giancarlo il Dom 21 Dic 2014 - 20:41

@fritznet ha scritto:Ciao Giancarlo, se non ci si legge prima di allora, auguri di buon Natale e buon 2015! Wink Smile

Grazie Federico!! Buon Natale e Felice Anno Nuovo anche a te! Smile

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