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DAC Classe D

Message » 27 Nov 2004 21:09

Salut :wink:

C'est le week-end, et le we, je pense :idee: :P :roll: :-? :( :o :lol:

Bon, voila, le post sur les modules classe D UCD est bien chargé maintenant. Ca bouge bien de ce côté là et il semble que cette classe soit prometteuse ?

Du coup, pourquoi ne pas construire un ampli classe D avec une entrée SPDIF ?

Dedans, point de convertisseur numérique analogique, non, que du numérique et rien que du numérique. On shunte ainsi le DAC, le préamp et c'est bien connu, moins le signal est traité, et moins il sera dégradé :P

Bon, ma réflexion s'arrête là pour l'instant, mais c'est réalisable je pense.

Et je n'ai pas trouvé de produit fini fonctionnant sur ce principe.
Bien sûr, le DSD permet de faire cela. Mais dans l'immédiat, nos lecteur CD et nos CD ne sont pas dans ce format.

Idées, volontaires pour me suivre dans ce projet fou ???

Fabien
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Message par Google » 27 Nov 2004 21:09

Publicite

 
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Message » 27 Nov 2004 23:30

Un article passionnant : Codage d'un signal audio-numérique sur un support à lecture optique, par J-P Zanotti, de Juin 1992 :

http://zanotti.univ-tln.fr/cd/
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Message » 27 Nov 2004 23:47

LeFabDuSud a écrit:Et je n'ai pas trouvé de produit fini fonctionnant sur ce principe.


http://www.tactaudio.dk/amp_2150.html
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Message » 27 Nov 2004 23:53

Salut Nico-,

Voilà, on est d'accord sur le principe !!

Merci pour le lien.

Donc, la même chose en DYI, pour moins cher... :wink:

Fabien

PS : Quelqu'un a ecouté TactAudio ?
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Message » 27 Nov 2004 23:57

Oui j' en ai un ;)
Pour le moins cher c' est pas gagné du tout vu les prix auquels on les touche en ce moment : moins de 1500 euros... et quand tu ouvre le bestiau tu comprends rapidement que tu en as pour ton pognon :) , amha ca coutera plus cher à faire en DIY.
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Message » 28 Nov 2004 15:46

Le M2150 est un beau produit, c'est vrai !

Pour le DAC classe D, voici le circuit que je compte utiliser pour la conversion PCM vers PWM :

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tas5518.html

Pour les perf, on obtient 110 dB de dynamique et un THD+N de 0.01%.

Il sera attaqué par un I2S upsamplé à 192 kHz par un AD1896.

L'étage de commutation et l'alimentation de puissance seront en techno discrète.
Cela permettra de ne pas trop dégrader les performances propres au TAS5518.

Pour le prix de revient, cela devrait tourner au alentour de 450 €, sachant que cela inclus l'équivalent d'un DAC, d'un pré et d'un ampli de puissance....

Pour le résultat, a 'voir' à l'écoute :wink:

Fabien
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Message » 29 Nov 2004 15:49

Bon, je suis motive a toc sur ce nouveau projet !!

Pour le controle du convertisseur PCM vers PWM, je vais utiliser un PIC 18F242, qui presente les avantages suivants :

- Interface I2C Master hardware
- Flash Program integree
- Architecture pour programmtion en C
- Programmation et debug on board integres
- Faible cout

Le datasheet est dispo sous www.microchip.com

Pour la programmation, plusieurs alternatives :P :

En assembleur : MPLAB6.60 de MicroChip - gratuit
En C : SDCC, un projet GNU en cours mais suffisament avancé - http://sdcc.sourceforge.net - gratuit
ou bien
En C encore : CC8E, la version d'evaluation permet de generer jusque 1kWord sans autres limitations ou presque - http://www.bknd.com/cc8e/index.shtml - gratuit
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Message » 01 Déc 2004 17:51

Un tres bon lien pour comprendre la classe D, les ameliorations possibles, des exemples et bien sur des composants puisque c'est le site de International Rectifier :

http://www.irf.com/product-info/audio/

Bonne lecture :wink:
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Message » 01 Déc 2004 23:55

intéressant. Mais preuve en est que la construction d'un tel ampli n'est pas à franchement parler simple....
Rien qu'au niveau de la conception de la commutation en classe D. L'élaboration des trains PWM est encore une autre paire de manches. D'ailleurs si l'on part d'un signal SPDIF, comment fera t'on pour rendre un signal 24 bits et 192 kHz à la base ? Quelle sera la fréquence de découpage et la topologie de l'ampli ?
albalkar
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Message » 02 Déc 2004 1:06

albalkar a écrit:Rien qu'au niveau de la conception de la commutation en classe D. L'élaboration des trains PWM est encore une autre paire de manches. D'ailleurs si l'on part d'un signal SPDIF, comment fera t'on pour rendre un signal 24 bits et 192 kHz à la base ? Quelle sera la fréquence de découpage et la topologie de l'ampli ?


Salut albalkar :wink:

Le principe est le suivant :

On rentre en SPDIF ou AES/EBU au choix et on convertit en I2S/44.1k/24bits avec un CS8416.
En fait, la conversion 16bits vers 24bits ne fait que rajouter 8 bits de poids faibles à 0.

Ensuite, l'I2S à 44.1/24 est upsamplé à 192/24 par un AD1896. L'intérêt d'attaquer l'AD1896 en 24 bits, même avec 8 bits de poids faibles à zéro, c'est qu'il va calculer les échantillons supplémentaires ( pour passer de 44.1k à 192k ) sur 24 bits.
En sortie de l'AD1896, on a donc un signal 192/24 avec les 8 bits de poids faibles qui contiennent de l'information, en réalité extrapolée à partir des données en entrée.

Puis, ce flux I2S rentre dans un TAS5518 qui assure la conversion PCM ( l'I2S est codé en PCM ) vers PWM. L'algorithme utilisé par ce composant est issu des recherches de Equibit, racheté par TI.
La fréquence de découpage en sortie du TAS est 2 X ( dans ce cas ) la fréquence d'échantillonage en entrée, soit 192 x 2 = 384 kHz.

Le TAS sort le PWM sur deux signaux en opposition de phases ( par voie ) et passera par des opto-coupleurs rapides, à définir.

Ces 2 signaux PWM vont attaquer deux drivers de MOSFET IRF2113S. Ce driver à deux fonctions :
- Assurer un dead-time suffisant pour eviter que les transistors ne conduisent simultannément
- Ajuster les timings et le contrôle des MOSFET afin d'obtenir les timings optimaux de commutation

Enfin, les deux drivers attaquent à leur tour 4 MOSFETs IRLB4343 montés en pont en H complet.
Les avantages du pont en H complet par rapport au demi-pont :
- pas de contre-réaction nécessaire pour la réjection DC
- faible effet de pompage sur l'alim
- utilisation d'une alimentation unique dont tu verras l'intérêt plus bas...

Suit finalement un filtre d'ordre 2 LC pour enfin piloter les bobines de nos chères enceintes :P

Pour le réglage de volume, le TAS5518 dispose d'une sortie dédiée qui permet de faire varier l'alimentation de puissance du pont en H. En procédant ainsi, on améliore grandement la dynamique à bas volume. Et c'est là l'intérêt d'avoir une unique alim à piloter. Qui plus est la sortie de pilotage d'alim du TAS est en PWM :P, ce qui permet d'utiliser à nouveau un opto-coupleur.

Pour finir, le PIC permet contrôler le TAS5518 ( volume, ajustement des timings, configurations ). La communication se fera en I2C, avec aussi le CS8416. Cela permet au PIC de connaître la fréquence d'échantillonage originale sur le SPDIF.

L'upsampleur ( AD1896 ) s'adapte tout seul à la fréquence d'échantillonage sur son entrée.
Résultat, ce powerDac acceptera du SPDIF 44.1, 96 ou 192k sans que l'utilisateur ait à se préoccuper de quoique ce soit 8)

Pour les entrées audio ana, à suivre...

Fabien
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Message » 02 Déc 2004 12:44

Tres interessant tout cela!!! :D
Surtout avec une ptite lynx aes devant tout ce projet! Quand pensez vous faire le premier exemplaire?

Merci.

Kevin M.
Amis tannoyistes, MERCI!
Aussie
 
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Message » 02 Déc 2004 16:14

Bonjour Aussie,

Le design est bien avance dans le sens ou mon travail sur le dac2.0 va etre reutilise partiellement.

Tout ce que j'ai decrit sur le PowerDAC est presque termine en schematique.

Il reste un morceau de taille, l'alim :P Dans un ampli classe D, elle est cruciale. D'ailleurs, je ne comprend pas que les modules UCD puissent annoncer de pareils resultats avec pour simple alim un TBC.

Pour info, le PSRR d'un ampli classe D, c'est 0 dB :roll:

Mais bon, passons...

Pour le planning, fin janvier pour une premiere ecoute :D

Fabien

PS : Ce powerDac va integrer des entrees analogiques, pour etre compatible avec mes sources existantes ( ordi, magnetoscope, tele... j'ai une installation HC 2.0 :mdr: ).
Le ADC utilise sera un PCM4202, le must de chez TI, qui va attaquer directement le TAS5518. Le PCM4202 sort aussi en DSD, donc en theorie, on pourrait piloter un pont en H directement. Mais a 2.8 MHz, ca ne colle pas et de plus, les performances en DSD sont moins bonnes qu'en PCM.
Donc la chaine de conversation pour les entre analogiques sera : Ana -> PCM -> PWM.
On devrait quand obtenir 110 dB de dynamique et THD+N. Ce qui est honorable pour une chaine petits signaux -> enceintes :wink:
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Message » 02 Déc 2004 19:40

>Lefabdu Sud
Je suis septique sur la posibilité de retranscrire du 24 bits/192 k avec un signal PWM cadencé à 384 kHz. Il y a de la perte d'infos qq part ? Le ratio dynamique du 24 bits c'est 2 puissance 25 - 1, on doit logiquement retrouvé ce ratio entre l'impulsion PWM la plus longue et la plus courte. Non ? enfin avec une topologie d'ampli classe D classique (un push pull et une alim fixe)
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Message » 02 Déc 2004 20:43

Une question sur ton projet de PowerDAC.

Quid de l'insertion d'un correcteur de pièce dans ton système ? genre DEQ ou autre par exemple.

.
Stef...
Denon DVD-3910, FreeBox Revolution, Tag McLaren AVR2R-DP, Behringer DEQ2496, Hypex UcD180 HG, Dynaudio Contour 3.4, BM5 et C122.
http://www.awdiy.com/
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Message » 02 Déc 2004 21:25

Salut,

albalkar a écrit:Je suis septique sur la posibilité de retranscrire du 24 bits/192 k avec un signal PWM cadencé à 384 kHz. Il y a de la perte d'infos qq part ? Le ratio dynamique du 24 bits c'est 2 puissance 25 - 1, on doit logiquement retrouvé ce ratio entre l'impulsion PWM la plus longue et la plus courte. Non ? enfin avec une topologie d'ampli classe D classique (un push pull et une alim fixe)


Pour info, le découpage PWM s'effectue aux environs de 400 kHz dans un ampli classe D standard. Si l'on voit parfois des fréquences supérieures, c'est rarement au dessus de 700 kHz.

Il ne faut pas perdre de vue que quand bien même on sur-échantillone à 192kHz, ou même si le SPDIF en entrée est à 192 kHz, les fréquences utiles transportées ne dépassent pas 20 kHz. Le fait d'échantilloner à 192 kHz permet d'améliorer la qualité de transmission des hautes fréquences.
Le théorème de Shanon, en fait découvert par Cauchy en son temps, est valable seulement si la grandeur échantillonée n'est pas discrétisée.
En dimunant le pas de discrétisation ( 24 bits ), et en augmentant la fréquence d'échantillonage, on permet une recontruction du signal plus cohérente. Mais le signal d'origine reste, je le répète, dans un interval fréquentiel limité.

Enfin, la topologie en demi-pont ou en pont n'impacte pas ici sur la recontruction du signal. Elle impacterait si l'on travaillait sur plus de 2 niveaux ( 3 par exemple ). Mais cela nécessite un traitement spécifique et non supporté par le TAS5518.

La variation de tension de pont permet d'améliorer la dynamique à faible volume, en conservant un indice de modulation du PWM élevé.

lafouine1777 a écrit:Quid de l'insertion d'un correcteur de pièce dans ton système ? genre DEQ ou autre par exemple.


Il va falloir que j'y pense :wink:

Fabien

[Edit] : Désolé, je suis bavard :mdr:
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