Wzmacniacz audio z napięcie zasilania

Witam,

od jakiegoś czasu w projekcie wykorzystuję popularny wzmacniacz audio TPA2005D1, który wzmacnia sygnały wychodzące z przetwornika DAC w mikrokontrolerze (xmega32). Korzystam ze schematu sparkfun, tzn na wejściu jest C 1uF, R 150k.

Do tej pory wzmacniacz był zasilany bezpośrednio z ogniwa Li - ion w zakresie napięć mniej więcej 4.1V - 3.4V i wszystko było w porządku, tzn dźwięk był wyraźny a głośność mogłem zmieniać wybierając inne odniesienie w mikrokontrolerze (mikrokontroler zasilany 3.3V, do wyboru dla odniesienia avcc 3.3V, wewnętrzne źródło 1V oraz zewnętrzne źródło 2V) i dla odniesienia 1V dźwięk jest bardzo cichy, a dla 3.3V już całkiem głośny, ale wciąż zupełnie wyraźny bez żadnych zniekształceń.

W układzie zmieniłem tylko zasilanie wzmacniacza, teraz pochodzi ono ze stabilizatora liniowego LDO o napięciu wyjściowym 3.3V, niestety teraz dźwięk jest bardzo głośny i mocno zniekształcony, niektórych próbek w ogóle nie słychać i zmiana napięcia odniesienia dla DAC na mikrokontrolerze ma znikomy wpływ na to. Jest może drobna zmiana w głośności, ale wciąż dźwięk jest bardzo ciężko zniekształcony i bardzo głośny. Dodatkowo wzmacniacz czasem "nie łapie" i jest zupełnie cicho, dźwięk uaktywnia się dopiero jak trochę pomacam palcem cały układ (zakładam, że to powoduje jakieś zmiany w napięciu i wzmacniacz wtedy "zaskakuje").

Skąd taka duża zmiana wynika? Przy zmianie spodziewałem się wręcz odwrotnego efektu - że podając niższe napięcie zasilania wzmacniacza dźwięk będzie cichszy. Testowałem to na 2 osobnych płytkach, efekt taki sam. Na poprzedniej wersji z zasilaniem bezpośrednio z baterii (bez regulatora po drodze) wszystko działa jak należy.

Podstawowa sprawa jak wygląda aplikacja i jaki to rodzaj stabilizatora?
Co stanowi źródło zasilania stabilizatora?
I jakie masz napięcie na wyjściu stabilizatora jałowo i na obciążeniu ?

Stabilizator - ld39050, dropout 200mV @ 0.5A (czyli maksimum).
Żródłem zasilania jest ogniwo LI-Ion.

Na wyjściu stabilizatora 3.31V bez obciążenia i z obciążeniem, tyle samo na zasilaniu wzmacniacza. Napięcie na ogniwie 3.9V.

Niestety to płytka PCB z dość drobnymi elementami, wszystko smd i ostatecznością jest cięcie ścieżki i podłączenie zasilania z baterii, żeby sprawdzić.

Hm, napięcie wejsciowe musi być co najmniej większe od wyjściowego o 0,7V . Ty podajesz, że jest u ciebie średnio, z błędem pomiarowym tylko 0,6V. Zasil stabilizator z trochę większego napięcia wejściowego i sprawdź efekt.
Po za tym wydajność jest według mnie na styk dla tego wzmacniacza.

Przeciąłem jednak ścieżkę i z zasilania bateryjnego jest to samo, czyli problemu trzeba szukać gdzie indziej.

EDIT: Sprawdziłem też komponenty, czy nie było pomyłki przy montażu, ale wartości dla rezystora i kondensatora na wejściu się zgadzają.

EDIT2: Sprawdziłem też podawane przez DAC napięcie, wstawiając próbki o wartości 125 (około połowa) i napięcie jest poprawne, tzn napięcie odniesienia podzielone przez 2.

To uruchamiaj kolejno sam wzmacniacz wysterowując go innego analogowego źródła sygnału przy odpowiednim zasilaniu. Jak taka konfiguracja będzie działać prawidłowo dopiero wtedy połącz go z wyjściami z procesora.

Nie za bardzo jestem w stanie to zrobić, wzmacniacz jest w bardzo małej obudowie i nie mam gdzie go przylutować do testów (nie wspominając o tym, że tak małego elementu jeszcze nie lutowałem).

Natomiast to jest już 3 czy 4 iteracja płytki, na wszystkich poprzednich nie było żadnego problemu, sygnał wychodzący z mikrokontrolera jest poprawny.

Widać to zresztą nawet na głośniku - jak podaję próbki w połowie skali to w starszych wersjach membrana lekko się cofa i wraca na swoje miejsce. W tej nowej wciąga ją ze 2 razy bardziej i tak zostaje.

Co może powodować różnicę we wzmocnieniu wzmacniacza? Czy mogą to być wadliwe egzemplarze? A może w jakiś sposób uszkodziłem go?

Sprawdź czy kondensator na wyjściu nie ma zwarcia. Wychylona i pozostająca w stanie wychylenia membrana, będzie tylko wówczas gdy nie masz separacji składowej stałej.

Nie ma na wyjściu kondensatora.



Tutaj schemat, zgodny z datasheetem (rezystory 150k na wejściu dają wzmocnienie 2x, kondensatory 1uF dla "płaskiej odpowiedzi niskoczęstotliwościowej")

I tak, jak mówię, do tej pory używałem w identycznym układzie i było okej.

Jedyne, co mi przychodzi na myśl, to może wzmacniacz został przegrzany? Nie lutowałem tego osobiście tylko zlecałem i jeden element qfn obok wzmacniacza trzeba było przelutować , może w trakcie odlutowywania układ nagrzał się za bardzo? Nie przychodzi mi na myśl żadna inna różnica między tym układem a wersjami, których używałem wcześniej.

Po podaniu stałego napięcia na wejściu wzmacniacza membrana wychyla się dość znacznie i tak już pozostaje. W poprzedniej wersji, działającej, membrana podnosi się i opada(powoli) przy takim samym napięciu.

Czy to oznacza w takim razie, że problem leży w uszkodzonym scalaku wzmacniacza?

Bez oscyloskopu, trudno będzie znaleźć problem.

Tak coraz bardziej myślę właśnie, że się nie obędzie bez tego niestety kosztownego narzędzia.

No nic, na razie dziękuję za pomoc, we wtorek przyjdą nowe płytki z cofniętymi kilkoma zmianami i po przetestowaniu się jeszcze pochwalę. A jak nie będzie czym, to już teraz na wszelki wypadek zacznę czytać tematy o jakimś niedrogim oscyloskopie

lupin22 wrote:

Nie za bardzo jestem w stanie to zrobić, wzmacniacz jest w bardzo małej obudowie i nie mam gdzie go przylutować do testów (nie wspominając o tym, że tak małego elementu jeszcze nie lutowałem).

Natomiast to jest już 3 czy 4 iteracja płytki, na wszystkich poprzednich nie było żadnego problemu, sygnał wychodzący z mikrokontrolera jest poprawny.

Może zacznijmy od początku :
-gdzie i w jakim konkretnej realizacji wzmacniacza używasz ? Przecież jest on gdzieś zamontowany,na jakiejś PCB?
Jakiego głośnika używasz?

Eagle wrote:

Sprawdź czy kondensator na wyjściu nie ma zwarcia. Wychylona i pozostająca w stanie wychylenia membrana, będzie tylko wówczas gdy nie masz separacji składowej stałej.

To wzmacniacz klasy D, kolegi wskazówki raczej go nie dotyczą.

lupin22 wrote:

ak coraz bardziej myślę właśnie, że się nie obędzie bez tego niestety kosztownego narzędzia.

Owszem, że oscyloskop byłby pomocny. Ale równie dobrze podając sygnał przykładowo z odtwarzacza MP-3 poprzez kondensator 1uF na wejście wzmacniacza możesz sprawdzić poprawność jego działania. Wystarczy zablokować sygnał z procesora ( nie podawać go ) i za pomocą "sondy", właściwie przewodu pomiarowego z cienkim, ostrym grotem podać sygnał ( można nawet taką końcówkę wykonać sobie samemu wykorzystując igłę do inekcji medycznych).

aaanteka wrote:

-gdzie i w jakim konkretnej realizacji wzmacniacza używasz ? Przecież jest on gdzieś zamontowany,na jakiejś PCB?
Jakiego głośnika używasz?

Tak, wzmacniacz jest zamontowany na PCB, ma wzmacniać sygnał z mikrokontrolera, który podaje 8 bitowe próbki audio poprzez DAC. Używam niedużego głośniczka fi34 8ohm 2W, zawsze tego samego.

aaanteka wrote:

Wystarczy zablokować sygnał z procesora ( nie podawać go ) i za pomocą "sondy", właściwie przewodu pomiarowego z cienkim, ostrym grotem podać sygnał ( można nawet taką końcówkę wykonać sobie samemu wykorzystując igłę do inekcji medycznych).

Rozumiem. Tylko czy nie ma znaczenia w jakim zakresie napięć jest sygnał wychodzący z tego odtwarzacza mp3? Po prostu dowolny odtwarzacz podpięty przez kondensator do wejścia (bez rezystorów) powinien działać poprawnie?

No i sygnał, który obecnie podaję z procesora jestem w stanie zmierzyć, natomiast sam wzmacniacz (a w zasadzie jego działanie obserwowane na głośniczku) zachowuje się inaczej na obu wersjach płytki, mimo, że połączenie jest identyczne, nawet układ ścieżek.

lupin22 wrote:

Rozumiem. Tylko czy nie ma znaczenia w jakim zakresie napięć jest sygnał wychodzący z tego odtwarzacza mp3? Po prostu dowolny odtwarzacz podpięty przez kondensator do wejścia (bez rezystorów) powinien działać poprawnie?

Przecież masz jakąś regulację poziomu sygnału wyjściowego - ustawiasz na najmniejszy poziom- zbliżony do 775 mV. Zawsze również możesz użyć dodatkowo potencjometru na wyjściu z odtwarzacza i z suwaka podawać sygnał przez kondensator. To tak na przyszłość.

lupin22 wrote:

No i sygnał, który obecnie podaję z procesora jestem w stanie zmierzyć, natomiast sam wzmacniacz (a w zasadzie jego działanie obserwowane na głośniczku) zachowuje się inaczej na obu wersjach płytki, mimo, że połączenie jest identyczne, nawet układ ścieżek.

No, to dokonałeś diagnozy sam:D. Dla upewnienia przecież możesz podać sygnał z jednego układu na drugi, oczywiście za pośrednictwem kondensatora separującego.