Tekko lägger ner klass D aka "back to the Drawing Board"

[Icecap]

Det får jag ta när den tid kommer. Först ska jag ha pengar till allt det mekaniska och se vilka motorer jag kommer att använda, sedan får jag fundera en del.

[E Kafeman]

Om elektronik med EMI-problem.
Det är enkla naturlagar, vill man sätta knuff på en elektron så uppstår ett EM-fält.
Ju häftigare accelaration, ju kraftigare fält. Låt det ske på en ledare som har tillräcklig längd och fältet kan lättare koppla till andra medier såsom luft.
Detta gäller samtliga elektriskt aktiva kretsar, även okända klass D-steg.

För att få en god EMI-miljö ska det aktiva steget ska givetvis inte drivas på ett sätt som skapar extrema strömspikar, resonant rippel eller med onödigt snabba flanker. Det skapar bara problem både internt och externt. Men fortfarande ska det skapas en grundfrekvens som dessutom helst mer ska se fyrkant ut än sinus, vilket leder till ofrånkomliga övertoner.
Det finns inga design-knep som gör att man slipper de EMI-problem detta leder till.
Förutom elementärt grundläggande god EMI design, finns bara en sak ytterligare som åtminstone kan reducera oönskad utstrålning i fjärrfältet och det är att använda sej av differentiell teknik, där ena antenn-ledaren skickar ut en signal i perfekt motfas till den andra antennen. Kan göras som bryggkoppling och där de bägge antennerna i extremfallet utgörs av högtalarkablarna.
Den aktiva sändaren är virtal del i konstruktionen, antag att den designats utan onödigt skräp och gör just det den är tänkt till att göra.

Det enda som återstår att göra för att minska möjligheten till utstrålning är mycket enkelt: Koppla inte antenner till sändaren.

Lågpass filtrering av all I/O med så korta ledare som möjligt. - Är ett sätt att bryta antennlängden.
Skärmning förhindrar att signal kopplar från antenn till antenn. - Är effektivt och hör till god design men kan vara svårt att behärska. Jämför avancerade mätinstrument där multipel skärmning och jordsektionering används flitigt för att uppnå bästa möjliga EM-miljö.
Jordplanet i kretskortet - Ska anpassas efter signalströmmarna, så att det inte uppstår stora spänningsskillnader i olika delar av jordplanet vid snabba strömförändringar. I annat fall så finns starten på antennen redan inbyggd i jordplanet. Även spänningsmatningens ledare kan bli antenner om man inte har fullgod avkoppling med designlösning som är duglig på aktuell frekvens.

God EMI-design reducerar inte bara oavsiktlig utstrålning utan kan betyda en hel del för den interna analoga signalens brusgolv och linjäritet.

Enkel LC-filtrering med diskreta trådade komponenter klarar sällan mer än 30 dB dämpning i sitt optimala frekvensområde. Komplementerade ferriter kan främst utvidga frekvenområdet. Inte ens keramiska resonansfilter klarar mer än 40 dB över något större frekvensområde. Enkel skärmning typ plåtväggar och genomföringsfilter klarar ytterligare 50-60 dB. Mer än total dämpning av 100 dB i närfältet går att åstadkomma men kräver ytterst god design. Sådant kan man hitta i proffs-radio, typ bas-stationer för telefoni.

Hur mycket kan ett klass D-steg stråla i närfältet?
För att inte göra det krångligt med EM-fältstyrkor, gör ett förenklat antagande, utan att känna till aktuell konstruktion, och förmodar att närfältet strålar med +20 dBm, dvs ca 100 mW. Tror det är rimligt.

En AM-antenn i närfältet har små transmissionsförluster för signaler i extrema närfältet och radiomottagaren borde utan vidare klara att detektera -80 dBm, dvs 100 dB lägre nivå. En god AM-radio kan detektera yterligare 20 dB lägre antenn-signal.
Ger en fingervisning om nivån man ska börja sopa på.

De slutsteg som refereras till, om de inte kan registreras i en AM-radio i närfältet så har man lyckats bra att eliminera antennbiten, eller så täcker AM-radion inte grundfrekvens eller ens de första övertonerna.
Om slutstegen saknar synbar skärm borde åtminstone evt. lågpassfiltrering vara enkelt synbar på dessa steg i form av baluner, LC-kretsar och ferriter som för att vara effektiva vid dessa frekvenser och strömmar har relativt stort fysiskt format. Ferriter bör också vara väl synliga och finnas som komplement till övrig filtrering.

Då jag förmodar att slutegen producerar en hel del högfrekvent energi och om kretskorten är synbart oskärmade samt inte har uppenbar lågpassfiltrering, men ändå inte kan höras på en duglig AM-radio med antenn i närfältet?
Det hör inte till avdelningen elektronik, det är trolleri.

[Tekko]

Hypex UcD moduler kan köras helt oskärmade alldeles intill en AM radio helt utan någe problem öht.

[Electricguy]

Frågan är ju dock hur känslig radiomottagaren är. För något kommer förstärkaren att spy ur sig om den är oskärmad. Så är det bara.

[blueint]

Multipel skärmning brukar vara rätt vanligt innuti tuners:


Jordsektionering, hur går det till?

Hur åstadkommes >100 dB dämpning? vilka tekniker bör man kika på?

Hypex UcD modulerna kanske är helt avkopplade och inte minst balanserade?

Konklusioner:
* Elektroner som ändrar fart => di/dt => ger störande fält (dV/dt ok?)
* Jordplan bör leda bra nog för att skillnader ej skall uppkomma. Fast vad som är bra nog är en annan sak..
* Sinus = minst risk för störning
* Differentiellt kan motverka problem

@E Kafeman, Gillar din genomgång

[Tekko]

Jag testade att modda ihop nåt liknande den nya layouten, resultatet ?

NOLL skillnad

[Tekko]

Moddade layouten lite mer:

[Tekko]

Sådär då var brusgolvet bekämpat och sänkt en hel del!

Nu går det att köra båda modulerna tillsammans utan massa "sssssss" och "sfhrifheofvdhöjbvkvgjvnbjfgwdajbvj" Nu hörs bara ett svagt brus om man håller hövvet inom en decimeter från diskanten.

[Tekko]

Jag gjorde en speaker out to line input loopback från klass d stärken: http://www41.zippyshare.com/v/896585/file.html

Filen är en FLAC i högsta kvalitet som fanns att välja i Goldwave. Jag inkluderade start och nerstängning av stärken i filen så skillnaden i brusnivå kan höras.

[MadModder]

Menar du att du kopplat speaker out från din stärkare dämpat till line in och spelat in detta?
Då är det väldigt bra tycker jag.
Klippte ut startförloppet och förstärkte "lite".
Undrar vad det är för konstigt ljud alldeles i början? Låter nästan som någon hostar.

Ljudklipp med bruset i början

[Tekko]

Troligen överhörning från micingången, alt upplockat av högtalarna, ljudet var jag som gjorde några *UHH**UHH* ljud för att säkerställa att inte micen var aktiv.

[MadModder]

Har du provat att beatboxa nån gång? Du kanske är en klippa på det! Uh tjicka boff tjicka uh uh tjicka boff...

Är det den där stärkarn som har en fast switchfrekvens eller är den free running eller vad det hette?
Ljudet efter du slog på stärkarn låter precis som ljudet ur mina stegmotorer som styrs av chopper-kretsar, vilka då inte har en fast frekvens.

[Tekko]

Självoscillerande.

Schema:

[MadModder]

Så hette det ja. Då förstår jag den "skrikiga" karaktären på bruset.
Men det var redigt lågt. Jag kunde knappt höra det med studiolurarna ens i normal lyssningsvolym.

[Tekko]

I verkligheten hör du det inte såvida du inte sitter med öronen inom några centimeter från diskanterna.

Sen går det ju inte att veta hur vida linjeingången och ADC'n svarade på "carrier residual" heller. Så många faktorer, och jag tvivlar på att ingångarna på ljudkort har "brick wall" filter, tex AES17 och sånnt.