Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wzmacniacz audio z napięcie zasilania

lupin22 26 Jul 2017 20:02 1344 13
Altium Designer Computer Controls
  • #1
    lupin22
    Level 10  
    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.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    aaanteka
    Level 41  
    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 ?
  • #3
    lupin22
    Level 10  
    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.
  • #4
    aaanteka
    Level 41  
    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.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #5
    lupin22
    Level 10  
    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.
  • #6
    aaanteka
    Level 41  
    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.
  • #7
    lupin22
    Level 10  
    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?
  • Helpful post
    #8
    Eagle
    Level 24  
    Sprawdź czy kondensator na wyjściu nie ma zwarcia. Wychylona i pozostająca w stanie wychylenia membrana, będzie tylko wówczas gdy nie masz separacji składowej stałej.
  • #9
    lupin22
    Level 10  
    Nie ma na wyjściu kondensatora.

    Wzmacniacz audio z napięcie zasilania

    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?
  • Helpful post
    #10
    Eagle
    Level 24  
    Bez oscyloskopu, trudno będzie znaleźć problem.
  • #11
    lupin22
    Level 10  
    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 :D
  • Helpful post
    #12
    aaanteka
    Level 41  
    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).
  • #13
    lupin22
    Level 10  
    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.
  • #14
    aaanteka
    Level 41  
    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.