'jour fiscal,
Puisque tu t’y intéresses et puisque tu sollicites des avis… Voilà mon point de vue ci-après. J'insiste sur "mon"
Ce style de design simpliste peut convenir pour un sub... A condition de faire peu de cas de la distorsion, des émissions électromagnétiques (pollution RF), et de l'efficacité de l'étage de sortie (c'est dommage, c'est un peu l'objectif en classe D).
Ca peut au mieux servir à expérimenter et comprendre la classe D avec très peu de composants, en restant 100% analogique, avec un générateur triangle, un comparateur, un level shifter et deux mosfet. Il existe sur DIYaudio de nombreux threads de ce genre, développant des concepts d'amplis classe D ultra simples, du style ce celui que tu évoques, ou encore :
http://www.DIYaudio.com/forums/class-d/ ... rf530.htmlMais faire un ampli conçu pour être à la fois fidèle, puissant, robuste, efficace et n'émettant pas d'énormes quantités de pollution RF demande des compétences et des moyens qui ne sont pas à la portée du DIY. Pour couvrir sans trop de distorsion tout le spectre audio (20 Hz / 20 KHz) il faut (au moins) les choses suivantes, qu'on ne trouve dans aucun de ces designs DIY simplistes :
o une fréquence de porteuse deux ou trois fois plus haute que ce qui est possible en DIY avec la poignée de composants habituels, disons entre 500 KHz et 1 MHz et non entre 100 et 300 KHz, qui n’est pas suffisante pour limiter la distorsion en haut du spectre audio (les résidus de porteuse se mélangent au signal), en particulier avec les designs auto-oscillants, dont la fréquence de porteuse varie en fonction du signal d’entrée
o un générateur de triangles "parfait" à la fréquence en question, c'est à dire sans aucun défaut de linéarité nulle part et en particulier "dans les pointes", car tout défaut de linéarité du triangle devient distorsion en sortie (pour des raisons simples à comprendre : la commutation des mosfet est basée sur la comparaison directe du signal d'entrée et du triangle). Si on vise 0,01% de THD en sortie, imagine la contrainte sur la génération du triangle...
o une maîtrise continue et dynamique de l'hystérésis du comparateur signal entrée / triangle, ce qu'aucun des designs DIY simplistes n'intègre. Pas assez d'hystérésis = bruit (donc distorsion) lorsque la dérivée du signal d'entrée change de signe ; trop d'hystérésis = pire. La quantité d'hystérésis doit être ajustée en continu en temps réel, en prenant en compte à la fois la valeur courante du triangle, l'amplitude moyenne du signal d'entrée, et l'amplitude moyenne de la dérivée du signal d'entrée (après contre-réaction, évidemment). Il faut donc... une régulation PID multi-variables, c'est ce qu'on trouve dans les designs commerciaux les plus récents (avec des THD et des signaux de sortie "publiables", même si on est encore loin de pouvoir parler de "haute fidélité" du point de vue mesure…)
o une boucle de contre-réaction complexe (d'ordre n et multipolaire) basée sur le signal de sortie post-filtre passe-bas (ce qu'explique Bruno Putzeys depuis longtemps, sans naturellement publier tous les détails puisque c'est ce qui fait la spécificité de sa version du design UCD). Cette régulation peut difficilement faire totalement abstraction de la nature réactive de la charge de sortie de l’ampli, ce qui est une faiblesse quasi-universelle du concept classe D contre-réactionné…
o une maîtrise du dead-time tendant vers la nanoseconde, ce qui est impossible avec des mosfet ordinaires style IRFxxx, car leur puce est trop grosse donc leur capacité de grille est trop grande pour être chargée / déchargée dans ce style de délai, que ce soit directement par un driver IR2xxx incapable de pomper les joules, ou indirectement à travers un totem-pole capable de pomper les joules mais ajoutant son propre lag.
o l'inductance parasite liée aux simples pattes des boitiers type TO247 ou même TO220 est rédhibitoire pour maximiser le dI/dt au niveau requis pour maîtriser le dead time aux fréquences de porteuse évoquées plus haut. De plus, la body diode des mosfet IRFxxx ordinaires est intéressante dans les designs simplistes oscillant à 2 ou 300 KHz car elle fait office de diode de roue libre pour renvoyer l'énergie stockée dans la self de sortie vers l'alimentation, mais elle est trop lente pour faire le même office au dessus de 500 KHz, obligeant à rajouter des diodes Schottky, tant pour décharger la body diode que pour la fonction roue libre. Ces diodes augmentent encore l'inductance parasite donc ralentissent encore le dI/dt. C'est pourquoi sortent maintenant des mosfet sans body diode, directement sous forme de puces nues, à coller littéralement à leurs drivers sur le PCB, voire des mosfet avec un totem pole de mosfet drivers et une paire de Schottky directement intégrés soit sur la puce soit sur un substrat hybride, pour réduire à quelques centaines de microns-carrés la surface des boucles d'inductance parasite dans les circuits de grille. La maîtrise du dI/dt est indispensable, tant pour dépasser quelques centaines de W en sortie (un dI/dt trop lent veut dire que les mosfet ne sont pas en hard switching pur, donc que l'étage de sortie chauffe), que pour limiter la distorsion.
Ce seul point tue quasiment l'espoir d'un ampli classe D DIY puissant, robuste, efficace et n'émettant pas d'énormes quantités de pollution RF : c'est impossible à faire avec les moyens du bord.
o le PCB. Faire un PCB pour un circuit oscillant à >500 KHz, et pompant plusieurs dizaines d'ampères dans un pont de mosfet en hard switching, sans constituer un puissant émetteur radio, est un véritable art, accessible qui plus est seulement à ceux qui sont équipés des outils de modélisation et de simulation de PCB HF multicouches (le minimum minimorum est un plan de masse intégral, sans AUCUNE autre ouverture que les via). Pour ne serait-ce qu'avoir une idée du sujet, la lecture du papier de Texas Instruments suivant est édifiante :
http://www.ti.com/lit/ml/slyp173/slyp173.pdf o le couplage avec l’alimentation. Comment peut-on espérer obtenir de bonnes caractéristiques *dynamiques* et d’efficacité, de l’accouplement entre une alimentation à découpage X et un ampli à découpage Y (donc deux systèmes régulants cascadés), non expressément conçus pour fonctionner ensemble ? à part la magie noire ou le vaudou… De mon point de vue, si elle est à découpage, l’alimentation doit faire partie intégrale de l’ampli.
Il y a une poignée d'experts vraiment compétents sur tous ces sujets sur le forum DIYaudio : chocoholic, eva, putzeys et quelques autres (je dirais 5 au total). Ces gens conçoivent les amplis classe D commerciaux récents... pas de hasard
En particulier, chocoholic a publié deux remarquables threads, très instructifs sur la manière de traiter les sujets que j'évoque plus haut :
- dans le cadre d'un design fait à la maison, mais sans compromis et avec des résultats mesurés acceptables et comparables aux meilleurs amplis classe D récents du commerce : le projet "SystemD_MD" :
http://www.DIYaudio.com/forums/class-d/ ... olate.htmlLis les détails, en particulier comment les mosfet de sortie sont électriquement, mais surtout « géométriquement » intégrés
- dans le cadre d'un design fait à la maison, et duplicable par d'autres DIYers avec des moyens raisonnables donc des objectifs qualitatifs forcément dégradés : le projet "SystemD_2kW", dont la progression de la conception est en cours sur le thread :
http://www.DIYaudio.com/forums/class-d/ ... esign.htmlCes deux threads sont une lecture passionnante et autrement plus instructive que les innombrables projets d'amplis classe D "crus" (trois amplis op et deux mosfet IRFxxx) ou copiés des designs de référence IR (L2xxx etc. à base d'IR2xxx et de deux mosfet IRFxxx), à considérer comme des expérimentations économiques au mieux à but éducatif, au pire dangereuses : ce sont des émetteurs de radio, qui chauffent, et dont il vaut mieux ne pas mesurer la THD au dessus de 1 KHz (comme finissent généralement par le constater à l'oreille les téméraires utilisateurs qui les écoutent vraiment)... Sans compter le danger létal des tensions de rail requises pour atteindre plus de 2 ou 300W, d'autant plus problématique que ces designs très économiques et simples à mettre en oeuvre (si on n'est pas regardant sur les sujets évoqués plus haut) attirent une foule de bricoleurs pas forcément très aware...
Cordialement,
--
Stéphane
» 06 Jan 2013 0:33 
IR2110 UCD.pdf
)
(je m'étais orienté vers le design de l'IRAMDAUP7).
Mouais!!!,