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Digitale Endstufe
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BID = 395640
M@xxx
Gelegenheitsposter
Beiträge: 50
Wohnort: Karlsruhe
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Hallo ihr,
ich habe soeben versucht, mich über "Digitale Verstärker/Endstufen" schlau zu machen. Ich hatte den Begriff schon mehrmals gehört, aber nie gewusst, was damit gemeint ist.
Ich bin dabei auch auf Artikel über PWM bzw. PFM gestoßen.
Nun stehe ich aber vor der großen Frage, ob der Begriff DIGITAL bei dieser Technik (Leistungsverstärker) überhaupt das gleiche bedeutet wie DIGITAL, wie es zumeist in der "Nachrichtentechnik bzw. Informationstechnik" benutzt wird und ob es nicht sinnvoll wäre beide Begriffe nicht zu vermischen.
"Digital" bedeutet ja wörtlich abzählbar, das Signal nimmt also ausschließlich konkret benennbare Werte (hier in beiden Fällen 0 oder 1) an.
Wenn ich das ganze jetzt richtig verstanden habe:
Bei z.B. einem CD-Player mit analoger Endstufe wird zunächst das Signal von der CD abgetastet. Dabei gehören in jedem Kanal jeweils 16 Bit zusammen, die den momentanen Signalwert der (analogen) Signalkurve beschreiben (quasi wie WAV auf dem Rechner). Nun muss das Signal, nachdem es in ein analoges Signal gewandelt wurde, noch endverstärkt werden.
Die digitale Endstufe verwendet jedoch ein Signal (PWM), dass zwar auch nur zwei Zustände annimmt, jedoch kommt es hier auf die Breite der jeweiligen An/Aus-Abschnitte an, bzw. die Häufigkeit innerhalb einer Zeitspanne (bei PFM).
Die Fläche unter den digitalen "Rechtecken" entspricht hierbei der Fläche unter der analogen Kurve.
Aus energetischen Gründen wird hier zuerst das Rechtecksignal verstärkt, dann mittels Tiefpass umgeformt.
Vielen Dank schonmal für eure Aufmerksamkeit!
Guten Rutsch!
Max |
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BID = 396090
Topf_Gun
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Beiträge: 1236
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Bei einer CD hast Du eine Abtastrate von 44kHz.
das heist Du bekommst alle 22,7µs einen 16Bit Zahlenwert.
(-32768 bis 32767)
Wenn Du jetzt eine Rechteckschwingung von
44kHz*2^15=1441,792MHz
nimmst kannst Du ganz einfach eine PWM
machen, indem du einfach die Schwingungen abzählst. Das Vorzeichen bestimmt die Polarität der Ausgangsspannung.
Innerhalb der 22,7µs schaltest Du die Spannung so lange an, wie durch den Zahlenwert vorgegeben wird.
GRuß Topf_Gun
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BID = 396122
perl
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Zitat :
| | Aus energetischen Gründen wird hier zuerst das Rechtecksignal verstärkt, dann mittels Tiefpass umgeformt. |
Du hast das schon richtig erfasst.
Die Endstufentransistoren arbeiten als reine Schalter, also theoretisch verlustfrei und die Mittelwertbildung wird im Ausgangsfilter, das im einfachsten Fall lediglich aus einer Induktivität besteht, ebenfalls verlustfrei durchgeführt.
Für kleinere Ausgangsleistungen (z.B. für Handys oder Navigationssysteme) gibt es mittlerweile ICs, deren Schaltfrequenz so hoch liegt, daß als Tiefpassfilter schon die Induktivität der Lautsprecherschwingspule ausreichend ist, was sich sehr günstig auf die Miniaturisierung der gesamten Endstufe einerseits und den Stromverbrauch andererseits auswirkt.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
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BID = 396309
alpha-ranger
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Beiträge: 1517
Wohnort: Harz / Heide
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Hallo,
um diese "Class D" Endstufen besser zu verstehen, lade Dir das Datenblatt vom Philips TDA8920TH runter.
Der Wirkungsgrad wird mit über 90% angegeben.
Bei 300 kHz Schaltfrequenz ist ein Ausgangsfilter schon notwendig, sonst hat man einen starken Langwellensender.
mfG.
_________________
Wie der alte Meister schon wußte: Der Fehler liegt meist zwischen Plus und Minus. :-)
Und wenn ich mir nicht mehr helfen kann, schließ ich Plus an Minus an.
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BID = 409528
M@xxx
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Wohnort: Karlsruhe
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Hallo nochmals,
im englischen Artikel über die Verstärkerklassen wird ausdrücklich erwähnt, dass das Signal sowohl vor als auch nach Class D Endstufe als analog und nicht als digital zu klassifizieren ist.
http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_amplifier#Class_D
Ein digitales Signal ist somit wohl(?) immer codiert, also wie bei Audio beispielsweise PCM.
Eine PWM ist analog, obwohl nur zwei "Spannungswerte" angenommen werden.
In diesem Wikipedia-Artikel wird klar unterschieden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalsignal
Im Gegensatz zum englischen Artikel wird hier PWM als digital bezeichnet:
http://de.wikipedia.org/wiki/Modula.....ahren
Ich blicke nun nicht mehr durch. Was ist jetzt digital, was analog?
Grüße
[ Diese Nachricht wurde geändert von: M@xxx am 25 Feb 2007 0:38 ]
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BID = 409558
wulf
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hallo,
ich würde das jetzt so erklären (ich kann auch völlig falsch liegen):
wenn die PWM durch einen "regler" erzeugt wird und jeden beliebigen duty cycle annehmen, wird es ein analoges signal sein.
wenn die PWM z.b. durch einen µC (der hat ja fixe taktzeiten) generiert wird, dann kann das duty cycle der PWM nur bestimmte werte annehmen, und somit wäre das signal digital.
sooo und jetzt könnt ihr mein post zerlegen 
mfg wulf
edit:
PWM mit regler: zeit = analog; spannungeswerte = digital
PWM mit µC: zeit = digital; spannungswerte = digital
[ Diese Nachricht wurde geändert von: wulf am 25 Feb 2007 10:13 ]
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BID = 409564
Her Masters Voice
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Worum gehts in diesem Thread eigentlich? Grundsatzphilosofische Weltanschauungen werden hier garantiert nicht geklärt werden können. Einer sagt eben ein digitales Signal ist etwas was nur ein- und ausgeschaltet wird, ein Anderer sieht ein Signal eben nur dann als digital an, wenn irgendwas codiert wird. Da aber die Pulsbreite auch eine Art Code ist, weil er ja auch decodiert und wieder hörbar gemacht werden kann, ist es reine Ansichtssache. Für mich arbeitet ein Leistungsglied wie Transistor oder MOSFET digital, wenn es entweder völlig zugesteuert ist oder völlig offen. Arbeitet das Teil auch dazwischen, ist es analog.
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wulf
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hallo,
@becky: derjenige, der den klasse D verstärker aus dem link entwickelt hat, ist mein kumpel.
allerdings ist etwas aufzupassen. ich weiss nicht ob die filter hier schon richtig dimensioniert sind. in der ürsprünglichen version werden sie zu heiss.
mfg wulf
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Simon
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