UcD Class-D versterker zelfbouw

[matjans]

VA: Een versterker van N watt's is te voeden met een trafo tussen de N/2 en de N VA. Veel hoger dan dat veroorzaakt alleen maar grotere piekstromen in de gelijkrichter (en dus in het net).

geeft dus een hele andere waarde. Ik heb (oa hierom) gekozen voor een 500VA trafo. De bedoeling is dat er nog een derde kanaal in komt met een maximum verbruik van in totaal 3x180=540 W. 500VA zou dus in principe (ruim) voldoende moeten zijn. Mijn trafo wordt in ieder geval absoluut niet warm na een uur op flink vermogen draaien (met twee kanalen), geen graadje hoger dan omgevingstemperatuur.

De condensatoren die standaard op de website van BHC staan zijn allen geen slit-foil, tenzij anders aangegeven. Er bestaat ook nog zoiets (exotisch) als een slit-foil T-network condensator (ook geleverd door schuro.de). Voor zover ik weet zijn er twee types van BHC die de zgn. slit-foil technologie gebruiken:

ALN20S (slit-foil, t-network) http://www.bhc.co.uk/pdf/5444-fourth.pdf pagina 6 audio applications, staat ook op de site van bhc
ALC10S1080DF of ALC10S1082EL, beide verkrijgbaar via schuro (datasheet ook). Slit foil.

Raar is dat ik de laatste twee niet op de site van BHC terug kan vinden.  De ALC10 serie wel maar daar wordt niet gerept over de slit-foils.
Een beetje googelen levert ook weinig op.

Elke nette diodebrug met een beetje vermogen zou in principe prima werken. Ik had toevallig nog een hand losse diodes liggen (mur860) dus heb ik die maar gebruikt.

[Wowly]

Ik vond het ook al zo raar, dat ze zo weinig reppen over dat slit-foil, terwijl ze zo goed zouden zijn
Ik heb net de importeur in nederland gebeld AVE electronics. maar de techneut was zijn bammetjes naar binnen aan het werken.

Over die voeding, ik snap bruno's berekening niet, wat heb ik nu nodig per UcD-tje 360 of 180 Va

Matti, snap jij iets van de DC-protectie waar Bruno het over had? ZOu je het willen uitleggen hoe ik die een kan bouwen?

groetjes

Wowly

[Bruno Putzeys]

Is dit een goede stepped attenuator? (10k is dat goed?) of moet ik die van DACT kopen (scheelt wel in prijs )

Deze lijkt me prima. Als ik het goed heb is het een ladder en dat is sterk te verkiezen.

@Bruno: 2) Ik hanteer bij AB versterkers altijd (beetje vuistregeltje) zo'n 1,5x het RMS uitgangsvermogen. Is dit dan bij UcD's anders omdat ze anders van opzet zijn?

Het enige verschil is dat je voor een AB versterker moet vertrekken van het opgenomen vermogen (bijna 1.5 tot 2x het uitgangsvermogen). Dan kom je weer ongeveer gelijk met wat ik doe.

De ingangsimpendantie van de Ucd 180 is volgens de gegevens.
Min Typ. Max
Inverting input 1,7k 1,8k 1,9k
Non-inverting input 9,5k 10k 10,5

De hypex modules hebben een buffer op amp aan boord. De ingangsimpedantie wordt daardoor 100k op beide ingangen. Mocht je die willen omzeilen, moet je ergens anders zelf bufferen, want de ingang van de rauwe versterker (dus de 10k resp 1.8k) moet laagimpedant aangestuurd worden. Anders is de CMRR naar de haaien.

Elko-berekening: Hier snap ik helemaal niets van. Begrijp ik goed at voor een 4 Ohm altijd 2 x 12.500 uF goed is en voor *Ohm 2 x 6250 goed is?

De boodschap is dat (en dat geldt niet alleen voor klasse D) de waarde in uF van de voedingselco's alleen bepaald wordt door hoeveel % 100Hz-rimpel je toestaat en de nominale last van de versterker. De waardes die ik aangeef zijn suggesties voor een gezonde maar niet overdreven dimensionering.

Met een 105W @ 8 Ohm versterker heb je dus in principe genoeg aan een 100VA trafo. Is volgens jou een aparte trafo voor elk kanaal aan te raden? En kan je nu best 35V of 38V secondaries gebruiken?

Kan iemand me vertellen hoe de BB 2132 zich vergelijkt met de BB 2604? Ik was onlangs wel gecharmeerd door een versterker met BB 2604s; de AD8620 ken ik enkel van reputatie.

Een aparte trafo per kanaal (dus ook aparte elko's en gelijkrichters) vind ikzelf qua stereobeeld wel de moeite.
De 2604 kan ik niet aanhoren. Veeel te gekleurd (nogal aan de softe donkere kant). 2132 is een pak neutraler, al is het hoogmidden herkenbaar.

[Robert - Jan]

Over die voeding, ik snap bruno's berekening niet, wat heb ik nu nodig per UcD-tje 360 of 180 Va

De meningen lopen gewoon een beetje uiteen. Zowel Hypex als LCAudio zijn gematigd wat betreft de grote van de voedings trafo. Beide zeggen dat een trafo die ongeveer gelijk is aan het geleverde vermogen voldoet. Zoals je op de forums kunt lezen zijn een hoop gebruikers (waaronder ik ) het daar niet helemaal mee eens. Zij zeggen dat een zwaardere trafo vooral een betere conrole in de bas geeft en soms ook de weergave iets ruimtelijker maakt.
Bij goede klasse A en A/B versterkers zijn de voedingen over het algemeen ruim bemeten (Krell, ML). FransDHT past het rekensommetje wat voor die versterkers geldt, toe op de UcD. Zelf heb ik bij mijn 5 kanaals (ZAPpulse) versterker gewerkt met een 2000VA trafo, 500VA en nu 1100VA. 2000 VA had echt de beste bascontrole.

Wat leesvoer over het bouwen en rekenen aan voedingen vindt je hier

http://www.tnt-audio.com/clinica/ssps2_e.html

Robert - Jan

[Johan Van Gompel]

Zelf heb ik bij mijn 5 kanaals (ZAPpulse) versterker gewerkt met een 2000VA trafo, 500VA en nu 1100VA. 2000 VA had echt de beste bascontrole.

Is daar een wetenschappelijke verklaring voor?

[Gydotron]

Hoe meer VA hoe lager de inwendige weerstand van de secundaire wikkellingen!



MVG  Guido

[matjans]

in dezelfde lijn redenerend zou je ook kunnen zeggen dat psu-elco's met een extreem lage interne weerstand de beste zouden zijn. Dat  is niet altijd het geval. hoewel deze ook weer voor rare oscillaties in de voeding kunnen zorgen...

over het dc-protectie relais zet ik wel een stukje in de 'verbeteringen' bij het kookboekje dat ik aan het maken ben.

EDIT: zo, dat staat er op. Suggesties zijn altijd welkom.

[Wowly]

Hallo,

even gebeld met  AVE electronics. Dit is het verhaal omtrent de slit-foil condensatoren. BHC produceert alleen op order, minimaal 50 stuks, meestal meer (veel meer!). AVE heeft ooit 1000 uf's geleverd, zo'n 250 slit-foils, maar deze zijn dus allemaal verkocht. De slit-foil's zijn in een samenwerking met een ander bedrijf ontwikkeld en worden apart gemaakt van de standaard serie's. Hun advies: Koop ze bij Schuro, deze hebben waarschijnlijk een grote hoeveelheid besteld en laten maken door BHC. Als AVE ze moest leveren kon hij (AVE) proberen of ze een kleine batch voor ze wilde maken, maar daar kwamen nog wel de overheadkosten bij en dat zou waarschijnlijk (als BHC er al maar 50 wilde maken uberhaupt) een vrij kostbare zaak worden......

Moraal van het verhaal.....kopen bij schuro of een ander bedrijfje die ze al heeft!

Wat ik ga doen met de trafo is het volgende: ik koop 2 340 Va 35V V-RKT-MS-SW trafo's bij Schuro, alsmede 4 10.000uF slit-foil caps. Ik ga voor dual mono !!!!!! (op advies van Bruno) want....... maximale audiofiele kwaliteit en kost maar 30 euro meer (2 x 59 euro = 120 euro voor 2 340 Va's of 1 x 91,90 euro voor 1 x 800 Va), de gelijkrichters niet meegerekend. Probleempje..... nu moet ik 2 softstart's hebben, of is dat niet nodig bij 2 x 340 Va? (ik weet dat onder 300 Va geen softstart nodig is, maar 340??)

[Duck Twacy]

Als je beide trafos in dezelfde kast en met dezelde aan/uitschaleaar bediend worden, is 1 softstart voldoende (tenzij het relais een beetje onder de maat is). Natuurlijk moet je hem danwel voor het punt waar de spanning vertakt naar de 2 trafoos monteren.

[Shorty]

Is daar een wetenschappelijke verklaring voor?

"The transformer limits the speed of the whole system. During musical transients the power supply reservoir capacitors are being drained very much faster than the brigde rectifier and the transformer can re-supply. Any increase which can be made in the re-supply speed of the transformer and its efficiency will bring immediate and obvious improvements to the music. One of the most distinguishing features of live sound is both its speed of rise time and transient attack. Any increases, therefore, made in the speed of power supplies make the recreated music more realistic in the time domain."

Over het inblikken van transformatoren:
"Apart from looking expensive it is an attempt to contain stray magnetic fields, caused by poorly wound transformers.
The can is particularly effective at this, but it cuts the magnetic field and recflects it back into the core. The re-directed fields interfere with the operation of the transformer, causing a large degradation in sound quality by reducing its efficiency."

De citaten komen uit Russ Andrews' "Audiophile Component Catalogue 1995/1996". Andrews had al gezonde ideeën over overvloedig gedimensioneerde voedingen vijftien jaar voordat Anthony Michaelson met z'n Musical Fidelity 1KW kwam  .... En zo wordt ook in audio om de zoveel jaar het wiel opnieuw uitgevonden.
Het bewust te klein houden van de voeding is onder versterkerontwerpers trouwens een veel toegepaste truc om de bas kunstmatig wat op te peppen, schreef Andrews...

Over de capaciteit van de voedings-elco's raadt Russ Andrews het volgende aan:
"As an absolute minimum,. a 100W amp should be able to deliver 100W for one second, if it is going to be able to cope with music transients.
1W=1JS
100W=100JS
De in de voeding opgeslagen energie = 1/2 C x V tot de 2de macht
Als we aannemen dat de gemiddelde voedingsspanning 58V is, dan is 100J=1/2C x 3364
C=60.000 uf

(Ik schrijf het over, maar ik volg het hier al niet meer.... hoe komt hij aan 60.000? Duh. Blow me down, zou Popeye zeggen... In ieder geval lijkt me dit dus een advies voor een veel hogere capaciteit van de elco's dan hier genoemd....

Een goede tip van Andrews is verder het parallel monteren van kleine, goede condensators om het hooggedrag te verbeteren. Voor elco's boven 100uf zou je er eentje van 5.00uf en eentje van 0.01uf overheen moeten zetten.

En oh ja: gaat Wowly ook last van gefluit krijgen (van z'n versterkers, bedoel ik) bij meerdere mono-bakken, zoals bij de Zap-modulekes?

VrGr,

Bart J.

[Robert - Jan]

De in de voeding opgeslagen energie = 1/2 C x V tot de 2de macht
Als we aannemen dat de gemiddelde voedingsspanning 58V is, dan is 100J=1/2C x 3364
C=60.000 uf

(Ik schrijf het over, maar ik volg het hier al niet meer.... hoe komt hij aan 60.000?

100J = 0,5*C*3364
100/3364=0,5*C
2*100/3364=C
C=0,059 Farad = 59 mF = 59.000 uF

Duidelijk toch

In mijn versterker draaien 5 kanalen met 50Vdc voedingspanning en leveren per stuk 100W. Dat betekend dus dat ik 200.000 uF aan elco's zou moeten plaatsen Vind ik wel héél erg veel!

Een goede tip van Andrews is verder het parallel monteren van kleine, goede condensators om het hooggedrag te verbeteren. Voor elco's boven 100uf zou je er eentje van 5.00uf en eentje van 0.01uf overheen moeten zetten.

Dat heb ik (gedeeltelijk) ook toegepast. 100uF zit er al in, de 0,1 uF heb ik net binnen. Dit gaf (bij de Zappulse) een hoorbare verbetering. De mate van verbetering is echter wel afhankelijk van de kwaliteit van de grote buffer-elco's. Hoe beter die zijn, hoe minder de verbetering.

[FransDHT]

quote<En oh ja: gaat Wowly ook last van gefluit krijgen (van z'n versterkers, bedoel ik) bij meerdere mono-bakken, zoals bij de Hypex-modulekes?>unquote

Je bedoelt Zappjes? We hebben het hier toch over Hypex UcD-modules. Deze gaan niet fluiten als het goed is.

Als je de formule van Andrews volgt bij de UcD180 (180W, 50V na gelijkrichting):
2*180/2500=0,144F=144.000uF
Lijkt me toch rijkelijk veel. Mogelijk heeft het hoge rencement van de class-D's ermee te maken dat je minder nodig hebt?

Maar ik schrijf ook slechts formules over (ook die die op 2*6.250uF uitkomt).

Frans

[Duck Twacy]

Over het inblikken van transformatoren:
"Apart from looking expensive it is an attempt to contain stray magnetic fields, caused by poorly wound transformers.
The can is particularly effective at this, but it cuts the magnetic field and recflects it back into the core. The re-directed fields interfere with the operation of the transformer, causing a large degradation in sound quality by reducing its efficiency."

Het is een beetje offtopic, maar goed. Ik vraag me sterk af of magetische velden "reflecteren". Een magnetische afscherming (bij voorkeeur met mu metaal, of bepaalde zachte metalen (zink?), koper of aluminium doen vrijwel niets) buigen de magnetische stralen juist af, zodat ze door de afscherming lopen ipv door de lucht er omheen. Je meet dit ook in een permeability getal (hoe hoger de permeability, hoe beter). Overigens zijn magnetische veldlijnen altijd gesloten meen ik me te herinneren, dus keren terug bij de magnetisch bron. Of het "afbuigen" van de veldlijnen invloed heeft weet ik niet

[FransDHT]

Matjans,

Ik zie op je cookbook dat je een weerstand over de polen van de elko's monteert. Waarom is dat?

Ik heb ze er niet tussen en dat werkt ook prima?!

Frans

Sorry,

Ik lees net dat je dat al uitlegt in het cookbook. Kan dat geen kwaad? Ik maak ze handmatig leeg (met een losse weerstand) als ik er bij moet.

[Shorty]

@FransDHT,

Je bedoelt Zappjes?

....Ik heb 't inmiddels verbeterd....

Als je de formule van Andrews volgt bij de UcD180 (180W, 50V na gelijkrichting):
2*180/2500=0,144F=144.000uF
Lijkt me toch rijkelijk veel. Mogelijk heeft het hoge rendement van de class-D's ermee te maken dat je minder nodig hebt?

Tsja, ik weet ook niet waarom Andrews uitgaat van 100 Joules gedurende 1 seconde. Hij heeft het wel over klassieke (transistor)versterkers. Heft de efficiëntie van de Hypex de noodzaak tot verdubbeling van het vermogen bij halvering van de impedantie op? Met mijn lekenverstand denk ik: bouw zoveel mogelijk druk op in die (elco-)ketel, want des te sneller zal het tekort aan stroom geleverd kunnen worden.

VrGr,

Bart J.

[matjans]

frans: het kan geen kwaad, alleen komt de efficientie van de ucd een eetje in het 'gedrang'. Je verstookt extra energie (een paar mA). Het is meer een veiligheidsmaatregel en daarom heb ik hem meegenomen in het cookbook.

Ik denk overigens dat het een goed plan is om de aanwijzingen van Bruno Putzeys en Jan-Peter betreffende de hoeveelheid capaciteit voor de UcD modules op te volgen. Zij weten er zowiezo het meeste van af en bovendien is het een relatief goedkope oplossing (minder capaciteit).

[Shorty]

Ik denk overigens dat het een goed plan is om de aanwijzingen van Bruno Putzeys en Jan-Peter betreffende de hoeveelheid capaciteit voor de UcD modules op te volgen. Zij weten er zowiezo het meeste van af en bovendien is het een relatief goedkope oplossing (minder capaciteit).

Daar valt veel voor te zeggen....maarrrrrr....als ik hun opmerkingen daarover hier lees, dan hebben zij het over luidsprekers als een weerstand van 8 ohm, of van 4 ohm. En die twee waarden gebruiken zij bij hun berekening van de benodigde capaciteit.
Maar luidsprekers gedragen zich tijdens hun werk helemaal niet als een weerstand van 4 of 8 ohm. Aangetoond is immers dat het overgrote deel van de luidsprekers tijdens het weergeven van muziek impedantiesprongen maakt tot onder 3 ohm, en dat waarden van 2 ohm en minder geen uitzondering zijn (en niet alleen bij ML en Quad-elektrostaten).
Dus pleit ik voor een capaciteit die rekening houdt met luidsprekerimpedanties van minstens 2 ohm - maar liever nog 1 ohm!
Wat de hel, als jullie dan toch bezig gaan, doe het dan meteen goed! Let's go for the poor man's Krell!   

VrGr,

Bart J

[matjans]

Poor man's Krell... Je hebt al een goedkope krell vanaf iets van 2500 euti geloof ik. Dan nog... Maar dan moet je hem ook wel in een ultra-geil kassie stoppen. Dat is wel het nadeel van zelf knutselen, daar gaat zo veel tijd (& geld) in zitten.

Ik denk dat 10.000 uF per rail wel voldoende is, als ik de stekker er uit trek blijft hij met zoiets nog een seconde of 5-15 doorspelen (afhankelijk van hoe hoog het volume staat natuurlijk).

[Shorty]

Tsja, als je niet verder streeft dan "goed genoeg".........
Maar waarom voor een whimp gaan als je for a few dollars more Hercules kunt krijgen?
En die doos moet je toch al bouwen.

VrGr,

Bart J.

[Wowly]

Hallo,

Ik denk dat sommigen teveel gaan verwachten van een eigenbouw-project. Persoonlijk denk ik dat het voor een gemiddelde zelfbouwer moeilijk is om een zeer goede versterker te bouwen. Ook denk ik dat je reeël moet blijven in de opbouw van de versterker. Overdimensioneren heeft zo zijn grenzen. Zie het maar dat je met een Ferrari je boodschappen gaat doen, je schiet letterlijk en figuurlijk je doel voorbij!. Mensen als Bruno en Peter-Jan zijn pro's, die moeten wel reeël blijven. Toch zullen ze proberen hoogwaardige kwaliteitsapparatuur te maken die als het goed is beter is dan de rest. En niet te duur, want dan is het apparaat dat niet waard. 

Ik begrijp wel dat je erg enthousiast wordt van de UcD's Bart, maar laat je niet teveel meeslepen en laat de ander wel in zijn waarde als het even kan

Tsja, als je niet verder streeft dan "goed genoeg"......... 

Matti streeft er al lang naar zeer goede versterkers te bouwen, ga hem daarom niet prikkelen door eigenlijk te zeggen dat hij maar "goed genoeg" nastreeft. Dat is denk ik niet waar! Hij weet echt wel waar de winst te pakken valt. En die blijkt dus niet bij oversized Cap's te zitten. Bruno heeft daar zelfs een waarschuwing voor gegeven.......

Ik probeer de gulden middenweg te pakken, geen 10.000 uF per kanaal maar 20.000uF, en geen 180 watt maar 340 watt per kanaal. (en dus niet 100.000 uF per kanaal of 600 watt per kanaal ). Ik denk dat je dan overdone bezig bent en er geen rendement van krijgt.


BTW, ik heb ,mijn spullen voor de Kabels gehaald (van de CD-speler naar de versterker, weet je nog, ik bouw een voor en eindversterker tegelijk.) Ik ga morgen proberen de kabel te maken, van XLR naar RCA. Hier volgt weer een uitgebreidt foto-verslag van!

greetz

Wowly

[Shorty]

Prikkelen was inderdaad de bedoeling, maar Matti beledigen is in de verste verte niet mijn bedoeling geweest. Mocht hij dat toch als zodanig ervaren (hebben), dan bied ik hem hierbij mijn excuses aan...
Zie het van mijn kant::  ik leg een argument op tafel, en als Matti daar dan zonder tegenargument over de kast begint en z'n schouders ophaalt - wat uiteraard zijn goed recht is! - dan mag ik toch wel effe jennen, dacht ik. Nu ja, zand erover.

In verreweg de meeste versterkers is de voeding ruim onderbemeten. Moet je een voeding die wél op z'n taak is berekend dan 'overkill' noemen? Het kan heel goed zijn dat de door de ontwerpers met hun berekeningen ruimschoots met mijn argumenten hebben rekening gehouden. Dat zullen ze ongetwijfeld hier nog wel melden (hoop ik!).
Mijn opmerking over de 'poor man's Krell' had betrekking op de stroomleverantie van de versterkers van dat merk. Over de verwachte kwaliteit van de UcD's heb ik - hoe kan ik ook anders? - geen mening. Ik hoop voor iedereen dat die hoog is. Meeslepen laat ik me dus niet, maar aangezien hier vragen kwamen over het berekenen van de capaciteit heb ik daar wat kanttekeningen bij geplaatst. Waarom dat moet leiden tot de opmerking dat je met een Ferrari boodschappen gaat doen en je doel voorbij schiet is mij een raadsel! Maar goed, jij verwacht kennelijk een Daewoo, terwijl ik hoop op een Bentley.
De prijs van de voeding heeft niks te maken met de prijs van de module, en dus ook niks met de marge voor Hypex. Als die UcD werkelijk zo goed is verdient hij ook de beste voeding, lijkt me. En zolang je die niet toepast zul je nooit weten waartoe je versterker werkelijk in staat is.

VrGr,

Bart J.

[Wowly]

Hallo, shorty,

Beetje jennen is oke  (tenminste wat mij betreft). Ik zijn geen zeikerd wat dat betreft. Toch denk ik dat als veel mensen een idee hebben over iets (wel of niet onderbouwd, het is wel een hobby, geen werk..) is dat hun goed recht. In voorgaande stukjes en op DIYAudio worden de meeste keuze's vrij aardig onderbouwd.

Ik denk dat 10.000 uF per rail wel voldoende is, als ik de stekker er uit trek blijft hij met zoiets nog een seconde of 5-15 doorspelen (afhankelijk van hoe hoog het volume staat natuurlijk).

flink wat capaciteit. Dit is natuurlijk relatief, we werken met een eindtrap die ~93% efficient is in tegenstelling tot heel wat klasse a trappen. Veel in dit opzicht is dan ook iets van 10 tot 20000 uF per rail. Met mijn `12000uF per rail draait hij op normaal niveau een seconde of 10-20 door als ik de stekker er uit trek.

88.000µF per voedingsrail, dit is behoorlijk zinloos! Voor een klasse A bak is dit nuttig, voor een klasse D als deze heb je hier niets aan.

Ik denk echter dat jij daar een hele eigen mening over hebt, en dat is prima! Misschien dat jouw Bentley er nog wel eens in het echie komt, en dan willen wij allemaal horen hoe goed ie wel niet is. Ik kan alles zelf niet zo goed onderbouwen en kies daarom de (gulden?) middenweg.

Overigens, ik hoop dat mijn versterker veel (liefst erg dure! ) goede versterkers tegen het plafond speelt. En als ik veel mensen mag geloven gaat ie dat waarschijnlijk ook doen ook! Maar ik kan het niet onderbouwen. Dat laat ik aan de pro's (Bruno en Jan Peter) over en de zeer ervaren gasten als FransDHT, Robert-Jan en Matti!
Ik denk dat als ik me door hun laat leiden dat ik een heuse Bentley krijg, want voor een daewoo....daar ben ik niet aan toe 


Greetz Wowly

[FransDHT]

Oef, dat is wel wat veel eer hoor!

Ik ben zeer ervaren in het lezen van DIYaudio.com en ik heb bijna twee UcD-versterkers gebouwd, maar enige technische achtergrond heb ik niet, hoor!

Frans

[Robert - Jan]

 

Voor mij geldt bijna hetzelfde als voor FransDHT. Heel veel gelezen en ook al redelijk wat gebouwd (dac, pre-amps, buizen amp, luidsprekers, ZAPpulse versterker) maar een echte electronica opleiding heb ik niet, had het alleen als bijvak aan de HTS.

Robert - Jan

[matjans]

no offense taken hoor... en ook ik ben electrotechnicus.