Ampli TPAdiy [Classe-D TPA3251D2 ou 3255D2]

[thierryvalk]

petite analyse de la mise sous tension.
Extait du datasheet :
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpa3251.pdf

A t0 on met sous tension, 36V et 12V
A t1 le 3V3 du digital est Ok la sortie Fault passe à OK vu le TPA est toujours en RESET forcé.
Par contre, étrangement, AVDD étant toujours à zéro on voit que le bias est déjà appliqué sur les entrée avec la charge de la capa (que l'on ne mettrait pas).
Ne pas faire attention au trait orange, je l'ai rajouté pour la suite.

A t2 les tensions 36V et 12V sont OK, on pourrait relâcher le RESET, mais il faut attendre plus de 400ms pour arriver à t3.
Pourquoi ces 400ms ? Apparemment pour que Vin soit à la tension de Bias et donc anti-ploc.
A t3 on relâche donc le RESET qui provoque l'allumage de AVDD et la mise en Fault le temps de son établissement jusqu’à t4.
Ensuite la circuiterie interne se met en route avec le démarrage effectif des sorties en t5.

Avec l'OPA comme dessiné, on aura donc pour Vin non plus une charge de capa, mais la courbe orange et donc un certain retard.

Les risques :
Un ploc, bien que l'on ait de l’ordre de 200ms pour se mettre à niveau.
Une mise en erreur par détection de DC en entrée et donc que la ligne Fault reste en NOK.

De ce graphe, on pourrait dire que le Bias est indépendant du AVDD.
Si l'on veut se rapprocher de la séquence de démarrage, il faudrait aussi un Vocm indépendant de AVDD.

Je me demande si le plus simple ne serait pas d'alimenter l'OPA en 7V8, mais l'on risque d'avoir un peu plus de DC sur les entrées.
Normalement pas critique vu la structure en pont de l'ampli.

Prochaine étape, étudier un peu plus cet OPA et voir les différence avec son homologue LME.

[alka]

belle analyse.

Par contre, étrangement, AVDD étant toujours à zéro on voit que le bias est déjà appliqué sur les entrée avec la charge de la capa (que l'on ne mettrait pas)

Effectivement curieux. je ne vois pas de quelle capa tu parles.



je parierai que la surveillance DC en sortie ne commence que lorsque AVDD est haut (ou quand /fault repasse a 1). Ca n'a pas de sens de vérifier avant. On devrait etre tranquille de ce coté.

je reste réservé par faire un 7V8 indépendant de AVDD. Si pour une raison quelquconque les deux dévient, on a x10 de la différence en sortie.

Tiens, j'étais sur qu'il y avait une pin mute sur ce TPA et il n'y en a pas ! on peut pas controler a 100% l'absence de ploc. grr

[thierryvalk]

Effectivement curieux. je ne vois pas de quelle capa tu parles.

L'électro de 10µF du datasheet.

je reste réservé par faire un 7V8 indépendant de AVDD. Si pour une raison quelquconque les deux dévient, on a x10 de la différence en sortie.

Entièrement d'accord, juste une idée à étudier.
Il y a aussi la solution non Audiophile de mettre tout de même une capa. **
Le DC a ses bornes serait très faible, ce qui est bien pour les performances de cette capas.

Tiens, j'étais sur qu'il y avait une pin mute sur ce TPA et il n'y en a pas ! on peut pas controler a 100% l'absence de ploc. grr

C'est le RESET qui fait +- office, mais peu documenté.

** l'Audiophile voit une capa série comme une horreur sur le trajet du signal.
Une en // ne le dérange pas trop.
L'électronicien analyse le comportement de tous les composants pour qu'ils fonctionnent au mieux et pour cela ne va pas se contenter de la technologie du composant utilisé, mais bien tensions, courants, températures, HF, inductions .....

[alka]

Effectivement curieux. je ne vois pas de quelle capa tu parles.

L'électro de 10µF du datasheet.

celle sur la source ? elle ne permet normalement pas la charge de Vin_x. Bizarre cette affaire. Faut que TI nous explique mieux ce qui se passe dans ce chip


allez, une diversion sur les capas :
En // ce ne sont que pour des filtres ou du feedback. Interviennent moins.
Pourquoi les capas sur le chemin direct genent ? car elles apportent leur disto propre (déformation non linéaires ou bruit parasite). C'est établi et a été mesuré avec des appareils de mesure autres que des oreilles.
A l'époque des filtres actifs analogiques, il pouvait y avoir beaucoup de caps en série sur le signal et les gens faisaient avec car pas le choix. Si on peut éviter tant mieux.
Si on ne peut pas, ca ne me gene pas plus que ça deux capas sur le chemin du signal dans cet ampli s'il faut remplacer R3 et R4 par des capas. Du moment qu'elles ne déteriorent la THD qu'apres la 5ème décimale loin de la bande audio, pas de souci. 10µ électrochimique polarisé vaut mieux éviter (encore que parait que lorsqu'ils sont polarisés ils sont plutot linéaires et ce serait le cas ici entre opa et tpa car polarisés par le bias.)
2µ en NPO ou film pas de souci. Les pros n'aiment pas car sont (beaucoup) plus chers et plus gros. Pour de l'industriel produit en milliers d'exemplaires, pour éviter 0,001% de thd, ca ne se justifie pas de dépenser quelques euros. Pour nous c'est différent.

[thierryvalk]

celle sur la source ? elle ne permet normalement pas la charge de Vin_x. Bizarre cette affaire. Faut que TI nous explique mieux ce qui se passe dans ce chip

Mais si, regarde les schéma 1 page précédente.
A l'origine tout est à 0V par rapport au GND.
La mise sous tension se fait sans signal, donc 0V avant la capa et sous faible impédance vu que connecté à la source.
Le Bias s'établit via un pont diviseur ou autre du même effet avec impédance relativement élevée, donc la capa se charge vers la tension de Bias et Vin va monter à cette tension de bias pour y rester.

le schéma équivalent :

[alka]

celle sur la source ? elle ne permet normalement pas la charge de Vin_x. Bizarre cette affaire. Faut que TI nous explique mieux ce qui se passe dans ce chip

Mais si, regarde les schéma 1 page précédente.
A l'origine tout est à 0V par rapport au GND.
La mise sous tension se fait sans signal, donc 0V avant la capa et sous faible impédance vu que connecté à la source.

pour moi la capa de liaison n'est connectée a rien (source absente).
La courbe de montée de Vin est caractéristique d'une capa. A deviner, je dirai Cstart dont le role est de faire un ramp up (mais on ne nous dit pas de quoi).

Le Bias s'établit via un pont diviseur ou autre du même effet avec impédance relativement élevée, donc la capa se charge vers la tension de Bias et Vin va monter à cette tension de bias pour y rester.

c'est ce qui me pertrube. Le bias censé etre AVDD/2 arrive avant que AVDD n'arrive !
Ce serai logique que AVDD soit créé a partir du +12V de VDD ou GVDD. Je peux comprendre que le "régulateur" qui fabrique AVDD soit controlé par le RESET (c'est écrit haut de page 29). Mais pour moi le bias devrait suivre AVDD, pas le précéder.
Le bias en entrée disparait il quand le TPA est mis en reset ? trop de questions... faudrait acheter un ampli pour jouer avec et les chinois sont toujours en "coming soon"

[thierryvalk]

pour moi la capa de liaison n'est connectée a rien (source absente).

Non, l'ampli est fait pour fonctionner avec une source et une charge.
Elles sont donc au minimum remplacées par leurs impédances respectives.

Cstart dont le role est de faire un ramp up (mais on ne nous dit pas de quoi).

Cstart joue après t5 pour une montée progressive de la PWM de 0% à 50%.

Le bias en entrée disparait il quand le TPA est mis en reset ?

Je doute.

trop de questions... faudrait acheter un ampli pour jouer avec et les chinois sont toujours en "coming soon"

Faut étudier puis faire un proto avec des composants en trop que l'on peut ne pas mettre ou ponter.
Le CMS est bien pour faire cela.

[androuski]

Est-ce que ça veut dire que TI réserve une info et un support sérieux uniquement pour les gros clients ?
Sur Diyaudio ils n'ont pas eu à se poser ce genre de questions ?

[thierryvalk]

Non, pas spécialement.
Un gros client va acheter ou recevoir les cartes d'évaluations et un très gros des infos plus confidentielles sur des tests de fiabilité.
Sinon tout le monde est à la même enseigne, il faut suivre les schéma d'application et mettre 2 capas.

[androuski]

Lequel de nous trois est un audiophile ?
Si être audiophile c'est refuser une capa en série sur la signal alors je ne le suis pas

Les schémas single ended avec alim simple qui font aussi grille pain sont des délires audiophiles non ?

[thierryvalk]

Pourquoi grille pain ?

Niveau énergie, le mieux est un DC/DC de 36V vers 12V simple.
Mais c'est pas terrible, d'où le DC/DC de 36V vers 15V puis faire du 12V en linéaire.

Si l'on veut du +12V et -12V, on doit avoir le DC/DC adéquat, pas si simple ni même efficace vu que le -12V ne va pas consommer grand chose par rapport au +12V.
Et bien sur on passe par du +15V et -15V d'où pas si terrible au niveau énergétique, mais là je suis de mauvaise foi.

Pour la première question, sais pas, c'est pas moi.
Mais il est vrai que 2 capas sur le chemin c'est pas super top. Non pas spécialement niveau performances, mais pas beau sur le schéma.

[alka]

l'élégance, ça compte

[androuski]

Ben zut les gars,
vous l'étonnez là ; pas audiophiles mais esthètes du schéma ?

[thierryvalk]

T'as déjà vu le moteur d'une Ferrari?
C'est beau (perso vu qu'en photo) et c'est bon.

Blague a part, c'est une notion qui se perd et qui a pourtant tout son sens.

[alka]

vous l'étonnez là ; pas audiophiles mais esthètes du schéma ?

pas que du schéma


bon, on m'a ouvert les yeux sur diyaudio pour lire le diagramme de startup montré plus haut.
faut lire les entrées Vin et Vout comme si c'était un diagramme numérique en 0 et en 1. Un trait continu n'est pas forcément une tension continue meme si ça s'appelle V. Traduit juste présence/absence.
Cela lève la contradiction apparente ou je voyais la présence du bias en entrée avant AVDD.

[alka]

humm... zavez wu la réponse d'albert ?
ptit souci inattendu avec opa1632 dont le swing ne peut approcher son V- a moins de 1.9V.
Avec le bias a 3.9V ca laisse 4Vpp max en entrée de TPA. Trop peu!
ils ne sont pas faits pour aller ensemble ces deux là.

Si on reste en single voltage pour OPA, les capas entre OPA et TPA sont obligatoires. Dommage pour l'élégance !
Ou alors trouver un autre ampli différentiel de bonne qualité, alimentable en mono qui soit un peu plus large pour son swing de sortie.
LME49724 a l'air plus sympa mais c'est moins clair dans la datasheet.

[thierryvalk]

Oui, bien vu.
De ce que je lis le LME ce serait 1.5V (mais en espérant qu'il n'y ait pas dégradation en approchant de cette valeur).

Par contre rien compris a ton histoire via DIYaudio

[alka]

Oui, bien vu.
De ce que je lis le LME ce serait 1.5V (mais en espérant qu'il n'y ait pas dégradation en approchant de cette valeur).

j'ai eu le meme doute sur cette phrase mais pas clair . J'ai l'impression que c'est la limite pour mettre Vocm. Si mis en externe, il doit etre au mini vee+1.5V et au maxi vcc-1.5V. Vocm=3.9V serait donc tout a fait bon.
Ils ne disent rien de spécifique sur le swing de la sortie en single supply. Il va quasiment rail-to-rail en dual supply. Si c'est pareil en single c'est parfait.

Par contre rien compris a ton histoire via DIYaudio

laquelle ? DUG ou DrMod ?