Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

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

Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

TechEkspert 01 May 2018 09:54 9291 15
Tespol
  • Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?
    Wzmacniacz PAM8403 wg opisu na portalu aukcyjnym pracuje w klasie D, co sugeruje oszczędność energii, natomiast zasilanie 5V i moc 2x3W umożliwia zasilanie z np. powerbanku. Moduły znajdziecie wyszukując w sklepach i portalach aukcyjnych frazę PAM8403. Moc 2x3W powinna być wystarczająca do małych przenośnych urządzeń audio.
    Po podłączeniu głośników 8 Om 10W i zasileniu układu, w głośnikach pojawił się cichy szum (mimo braku sygnału wejściowego). Bez podłączonych głośników układ pobierał 5mA, po podłączeniu głośników 8om pobór prądu wzrósł do 13mA (bez sygnału wejściowego). Próba odsłuchowa wypadła pomyślnie, dźwięk był akceptowalny, lecz nieco inny niż ze wzmacniacza "analogowego" w klasie AB.

    Słuch muzyczny mam raczej cyfrowy (rozpoznaję, gdy muzyka jest lub jej brak :) ), a tematyka audio jest mi obca, skupiłem się na parametrach pracy i właściwościach PAM8403. Wzmacniacz klasy D wyobrażałem sobie jako odpowiednio sterowaną "przetwornicę buck" i zdziwił mnie brak indukcyjności na płytce modułu wzmacniacza. Liczę na komentarze i podpowiedzi osób zajmujących się tematyką audio.

    Zamiast głośników podłączyłem rezystory 8om i tutaj spore zaskoczenie, pobór prądu wzrósł do 132mA!
    Podłączenie rezystorów 4om skutkowało poborem prądu 152mA.
    Widocznie indukcyjność głośnika odgrywa ważną rolę w pracy wzmacniacza.
    Ostatecznie testy odbyły się po podłączeniu do wyjścia wzmacniacza rezystorów 4om.
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Po sprawdzeniu oscyloskopem co dzieje się na wyjściu wzmacniacza przy braku sygnału, wyjaśniło się dlaczego w głośnikach obecny jest cichy szum. Widoczny jest przebieg o częstotliwości kilkuset kHz.
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Podajemy na wejście wzmacniacza sygnał sinusoidalny 1kHz 100mVpp na wyjściu otrzymujemy modulowany przebieg o wysokiej częstotliwości:
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Podłączenie głośnika zamiast rezystora zmienia kształt przebiegu wyjściowego:
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Tematyka audio jest mi obca, ale nie tak wyobrażałem sobie pracę wzmacniacza o wysokiej sprawności. Czy każdy wzmacniacz w klasie D produkuje taką "sieczkę" na wyjściu. Czy PAM8403 pracuje w klasie D?

    Porównajmy charakterystykę pracy PAM8403 z innym wzmacniaczem klasy D TDA8932.
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Pierwsza próba, moduł z TDA8932 przy braku sygnału wejściowego pobiera niezmiennie 46mA, nie zależnie czy na wyjściu podłączony jest głośnik 8om czy też rezystor 8om lub 4om. Na płytce widoczne są indukcyjności.

    Podajmy sinus na wejście i na wyjściu otrzymujemy spodziewaną sinusoidę zamiast "sieczki":
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Próba z TDA8932 wyprowadziła mnie z szoku, jaki wywołał PAM8403 :)

    TDA8932 zasilany był napięciem 15V pobierając 0.852A przy napięciu wyjściowym 9.40V na rezystancji 8om (symulującej głośnik). Na wejściu sinusoida 1kHz.
    Można oszacować moc dostarczona do wzmacniacza: ~12.78W, na wyjściu mamy ~11.05W czyli sprawność ~86%.

    Powracamy do PAM8403 z podobną próbą i zasilaniu 5V podłączonymi rezystorami 4om. Prawdopodobnie wyniki będą zaburzone gdyż wzmacniacz oczekuje podłączenia głośnika, ale zobaczmy co uzyskamy. Dodatkowo ciężko powiedzieć, jaki błąd pomiaru wprowadzi multimetr, przy takiej "sieczce" na wyjściu wzmacniacza RMS może działać nieprawidłowo.

    Przy napięciu wyjściowym 1V otrzymujemy 2x0.25W czyli sumaryczną moc wyjściową 0.5W,
    dostarczana moc na wejście to 5V*0.327A=1.635W, co daje sprawność ~30% .

    Przy napięciu wyjściowym 2V otrzymujemy sumaryczną moc wyjściową 2W,
    dostarczana moc na wejście to 5V*0.711A=3.555W, co daje sprawność ~56% układ jest ciepły.

    Przy napięciu wyjściowym 3V otrzymujemy sumaryczną moc wyjściową 4.5W,
    dostarczana moc na wejście to 5V*1.273A=6.365W co daje sprawność ~71% układ mocno ciepły.

    Gdy przesadzimy z amplitudą sygnału wejściowego, na wyjściu otrzymujemy taki kształt przebiegu i zapewne spore zniekształcenia:
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Porównując PAM8403 z TDA8932 przebiegi wyjściowe i zachowanie układu jest inne. Cena modułów PAM8403 jest niska i być może w prostych urządzeniach z głośnikami taki wzmacniacz jest wystarczający. Dźwięk uzyskiwany z PAM8403 jest akceptowalny (dla mnie) i w wielu urządzeniach będzie to dobre rozwiązanie.

    Co myślicie o wzmacniaczu PAM8403, hit czy kit?

    Prośba o opinię do osób zorientowanych w zagadnieniach audio oraz posiadających odpowiedni słuch (jeżeli mieli okazję słuchać efektów działania podobnych wzmacniaczy).

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    TechEkspert
    Editor
    Offline 
    W moich materiałach znajdziecie testy i prezentacje sprzętu elektronicznego, modułów, sprzętu pomiarowego, eksperymenty. Interesuje mnie elektronika cyfrowa, cyfrowe przetwarzanie sygnałów, transmisje cyfrowe przewodowe i bezprzewodowe, kryptografia, IT a szczególnie LAN/WAN i systemy przechowywania i przetwarzania danych.
    Has specialization in: elektronika, mikrokontrolery, rozwiązania it
    TechEkspert wrote 3737 posts with rating 3164, helped 12 times. Been with us since 2014 year.
  • Tespol
  • #2
    krisRaba
    Level 31  
    Dużą różnicę robi na pewno fakt, że na płytce z PAM nie ma filtra wyjściowego. Już na pierwszy rzut oka widać, że TDA ma dławiki i kondensatory filtrujące, a PAM ma bezpośrednio wyprowadzone piny scalaka. Bez filtracji raczej ciężko, by tej lekkiej sieczki nie było widać i trochę słychać ;) Gdyby w TDA zgolić filtry, to szału też pewnie nie będzie ;)
    Te płytki PAM są dość minimalistycznie wykonane, natomiast byłem zaskoczony, że potrafią i tak całkiem nieźle zagrać (wiadomo, pojęcie względne, ale nie ma tragedii).
    Robiłem kiedyś wzmacniacz wyjściowy na jakimś PAM na 12V i po dodaniu kilku komponentów do wersji minimalistycznej grało to całkiem sympatycznie. Nie jest to HiFi, ale da się słuchać :) Trzeba natomiast uważać na prowadzenie zasilania itp. Do tych PAM lepiej zabierać się z notą aplikacyjną niż notą katalogową, bo zawiera ona sporo kruczków i "how-to", których w datasheet nie uświadczymy ;) Mnie to kosztowało konieczność opracowania płytki w wersji v2, by pozbyć się popiskiwania ;)
  • Tespol
  • #4
    katakrowa
    Level 22  
    Mam też 2 te moduły. I po pierwszym podłączeniu zobaczyłem na oscyloskopie sieczkę 100khz ... Nie miałem tyle cierpliwości co Ty aby analizować go głębiej.
    Generalnie te moduły raczej nie są robione z myślą o słuchaniu muzyki, biorąc pod uwagę ich śmieszna cenę i niewielki rozmiar mogą być świetnym rozwiązaniem dla urządzeń typu:
    - gadająca winda informująca na którym piętrze jesteś ;
    - wzmacniacz sygnałów informacyjnych w jakiejś maszynie ;
    - inne zastosowania przy różnych sterownikach, alarmach ;
    - może też aktywne głośniki na dworcach w kościołach itd ...
  • #5
    398216 Usunięty
    Level 43  
    Wydaje mi się, ze rolę fitru odgrywa tu indukcyjność głośnika. Tłumaczyłoby to szum na wyjściu bez sygnału, i zwiększony pobór prądu po zamianie głośnika na rezystor.
    To wzmacniacz (w klasie D, ale ... po prostu prościuchny do granic absurdu) małej mocy, do zastosowań typowo "przenośnych", a w takich zestawach głośnikowych same głośniki mają jakość ... powiedzmy sobie "średnią". Nie ma więc co oczekiwać jakichś super jakości idealnego braku szumu (częstotliwości taktowania ) na wyjściu itp. To ma działać i to w dodatku być tanie i oszczędne w poborze prądu. I jest...

    Dodano po 2 [minuty]:

    P.S. Podobną "sieczkę" można zaobserwować również w wyjściach głośnikowych wzmacniaczy z niektórych tańszych (chociaż nie tylko...) wież z końcówkami D. Może nieco mniejszej amplitudy (bo producent dokłada jakieś tam prościuchne filtry na wyjścia), ale jednak.
  • #6
    linx
    Level 21  
    Używam podobnego modułu od ponad roku w głośnikach USB DIY. Indukcyjność głośnika pełni rolę filtru w tym układzie. Jakość uważam za zadowalającą, układ pracuje prawidłowo od napięcia 3V3 (przy niższym nie testowałem). Warta uwagi jest też wersja z potencjometrem, na której dodano też kondensator filtrujący.

    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?
    źródło: AliExpress
  • #7
    398216 Usunięty
    Level 43  
    linx wrote:
    jest też wersja z potencjometrem, na której dodano też kondensator filtrujący.
    Owszem. Filtrujący, ale napięcie zasilania.
  • #8
    linx
    Level 21  
    398216 Usunięty wrote:
    linx wrote:
    jest też wersja z potencjometrem, na której dodano też kondensator filtrujący.
    Owszem. Filtrujący, ale napięcie zasilania.


    To też miałem dokładnie na myśli. Producent PAM8403 chwali się że układ pracuje FILTERLESS aczkolwiek w celu redukcji zakłóceń EMI zaleca jednak filtr wyjściowy.
  • #11
    irek2
    Level 40  
    Quote:
    Typowe wzmacniacze typu D pracują w modulacji PWM. Układy z rodziny PAM posiadają autorską modulację typu PAM. Dataszit nie wyjaśnia o co chodzi, ale nawet bez oscyloskopu da się zauważyć, że te wzmacniacze pracują inaczej od typowych przedstawicieli gatunku.


    A co masz na mysli piszac typowe wzmacniacze w klasie D? Chyba nie te bzdury co wypisuja w ksiazkach, ze wzmacniacz w klasie D to komparator porownujacy przebieg trojkatny z przebiegiem audio!? To jest tylko prosta proba wyjasnienia dzialania.

    Wszystkie wzmacniacze w klasie D dzialaja na zasadzie modulacji PWM! A sposobow jej realizacji jest nieskonczenie wiele.

    W ukladach bez filtru wyjsciowego stosuje sie dwa modulatory z przesunieciem ktore w stanie spoczynku na glosniku daja szpilkowe znikome napiecie ktore rosnie dopiero wraz z moca wyjsciowa. To nic wielkiego po prostu roznica dwoch klasycznych sygnalow pwm.
    Aby nie przekraczac norm emisji zaklocen glosnik do takiego wzmacniacza pownien byc podlaczony co najwyzej kilku centymetrowym przewodem.

    Kazdy wzmacniacz w kalsie D ma na wyjsciu"syf" w.cz. ale to nie ma nic wspolnego ze slyszalnymi szumami. Te mierzy sie przez specjalny filtr wycinajacy w.cz.

    Podsumowujac, slaby ten test skoro sam testujacy przyznaje sie, ze nie ma pojecia o technice audio :)
  • #12
    TechEkspert
    Editor
    Jeżeli ktoś chce opisać na elektrodzie swoje próby i ma pomysł na sensowne wykorzystanie układu, możliwości na przetestowanie, lub chce się zapoznać z takim rodzajem wzmacniacza to mam 3 szt takich modułów PAM8403 do udostępnienia, w zamian za opisanie swoich prób.

    Jest także możliwość udostępnienia 1szt PAM8610: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3458321.html w podobnym celu.

    Kto pierwszy ten lepszy.
  • #13
    gradek83
    Level 41  
    Ostatnio właśnie się zastanawiałem nad użyciem tego wzmacniacza do mini panelu FM AUX USB BT MP3 itp i zrobić głośnik przenośny. Szperając natrafiłem na ciekawy blog gdzie już ktoś się tego podjął i nawet zajął się wspominanymi zakłóceniami i filtrem EMI.
    LINK
  • #14
    irek2
    Level 40  
    Mozesz kupic gotowy modul odtwarzacza z koncowkami na pokladzie wiec po co sie meczyc?

    Co moze byc ciekawego w tym artykule skoro zaden filtr nie jest potrzebny!?

    Cala genialnosc tego rozwiazania polega wlasnie na tym, ze uklad nie wymaga wielkich i drogich dlawikow!
  • #15
    jestan
    Level 11  
    Witam

    Kupiłem sobie moduł BT z tym wzmacniaczem
    Test modułu wzmacniacza klasy D PAM8403 5V 2x3W - hit czy kit?

    Łączy się, gra przez około minutę i zaczyna stopniowo przerywać aż do momentu całkowitego zerwania połączenia. Co ciekawe trzymając palec na "masie" (gniazdku USB) działa cały czas.

    Jakieś sugestie???
  • #16
    gradek83
    Level 41  
    jestan wrote:
    Jakieś sugestie???

    Moduł zasil 5V a nie 3.7V Lub zastosuj przetwornicę STEP UP 5V 1,2A