Sub Ampli DSP

[thierryvalk]

J’ai tenté de calculer la résolution et donc la fréquence de base pour générer une PWM de 100KHz avec 16bits.
100KHz -> 10µS
16 bits 65536/2 pour polarité = 32768
Résolution (1bit) : 10µS / 32768 = 0.306pS soit 3.27 GHz
J’ai dû me tromper et pourtant 100KHz * 32768 = 3.27GHz
Il y a un truc qui m’échappe ou une erreur qui n'est pas juste.

[alka]

vu que tu ne t'en sors pas dans tes calculs, je continue a faire l'ingénu qui n'a pas lu le titre
tu veux pas regarder un truc du genre TAS5548 (entrée I2S sortie PWM 8canaux + 3x TAS5614 ) et faire un ampli multicanal full digital directement branché sur le dspiy ?

[thierryvalk]

Je le regarde à l'instant pour voir comment ça fonctionne :
The device uses noise-shaping and sophisticated, error-correction algorithms to achieve high power efficiency

J'ai lu ton lien sur HCFR, LA révolution.
Ces IC sont principalement prévu pour réduire les couts, leurs qualités audio ne sont jamais la première préoccupation.
Ce qui n’empêche pas qu'ils soient plus que corrects.

[thierryvalk]

Par contre avec le TAS5528, même plus besoin de DSPiy.
Il a son DSP et avec 7 biquads par voies il est possible de faire du crossover.

[thierryvalk]

Si l’on regarde les modulateurs PWM de chez TI, on pourrait avoir les chiffres suivants :

Période PWM : 384KHz -> 2.6µS
Oscillateur qui va déterminer la résolution : 98MHz ->10,2pS
Equivalent en nombre de bits : 2.6µS/10.2pS= 255 8bits

On est aussi très loin des 16bits.

Un peu de recherche et différents documents sur la chose.
Ici c’est expliqué de manière relativement simple :
http://www.cypress.com/blog/psoc-hacker ... -psoc4-ble

Mais apparemment il existe des algorithmes plus complexes pour noyer tout cela dans le bruit.

Donc en gros, on module la PWM de +0 ou +1 cycle d’horloge.
Si on le fait sur 8 bits, on aura 8 + 8 = 16bits au final.

Pour TI c’est même un soupçon plus vu qu’ils annoncent une dynamique de 105dB.

J’ai un peu regardé aussi coté ampli, il y a une boucle de contre réaction pour compenser les non linéarités, temps morts et aussi correcteur pour variation de tension d’alimentation.

Tout cela est bien intéressant, mais l’on constate très vite que l’on est très loin du schéma où la donnée en PCM sera retransmise en digital au HP sans modifications.

[louisr]

J'étais tombé sur ce document, à la fin il parle un petit peu de son générateur de PWM en soft. J'ai jeté un coup d'oeil, il en parle pas beaucoup c'est dommage. Il y a aussi le code à la fin.
http://www.bycgwtsf.com/downloads/ic_final_report.pdf

Sinon pour la période de PWM, quel intérêt d'être si élevé, à part de pas interférer avec le signal utile ?
Sur ce site http://dondon.vvv.enseirb-matmeca.fr/puissance/ampliclasseD/ACLD.html
Il indique une fréquence de PWM au moins 10 fois supérieur au signal utile. Mais la on est plus à 200x supérieur ! C'est beaucoup non ?

[thierryvalk]

Merci pour les liens, je lirais cela ce soir.

Sinon pour la période de PWM, quel intérêt d'être si élevé, à part de pas interférer avec le signal utile ?

Plus on descend en fréquence et plus le filtre de sortie devient lourd.
100kHz (ou 96 pour être synchro avec l'I2S) me semble être un bon compromis entre PWM, commutation des transistors et filtrage.

[thierryvalk]

Super intéressant le premier PDF.

Je pense qu’un µC pourrait le faire pour la PWM.
J’ai pour le moment retenu deux µC de chez NXP par facilité des outils de développement vu qu’identiques à ceux utilisés pour le Firmware du DSPiy.

La famille LPC8xx :
Cortex M0+, tout petit peu d’instructions mais efficace pour gérer des IO.
A mon avis juste pour faire de la PWM derrière un DSP c’est bon.

La famille LPC15xx :
Cortex M3, spécialement développé pour contrôler des moteurs.
Donc la PWM il connait avec une résolution de 1nS.
Il dispose aussi d’ADC avec un temps de conversion de 500nS (0.5µS) mais en 12bits.
Mais à cette vitesse, il doit être possible de déduire l’un ou l’autre bit en plus.
Si l’on part ce µC, on pourrait se passer de DSP, il sait faire quelques Biquads, les lib existent.

Que ce soit l’un ou l’autre, pas d’I2S.
Mais si l’on utilise un ADAU1452, dédié ou celui du DSPiy, il sait faire du downsampling et son interface I2S peut facilement être adaptée.
A la limite un ou l’autre IC logique et l’on rentre dans les µC en SPI.

Mais rien n’est fait, toujours en cours de documentation.

[louisr]

Si on se passe de DSP, ça va être pas évident tout ce qui est limiteur/compresseur ? Je ne me rend pas compte ce qui est faisable avec un µC mais avec SigmaStudio c'est quand même super simple et relativement adaptatif, non ?

[thierryvalk]

On ne se passe pas à 100% du DSP, limiteur et autres traitements tel que passe-bas du signal audio se feraient dans le DSP en amont.
Par contre gestion d'accéléromètre, CR, surveillance de l'alim ... se feraient dans le µC

[louisr]

Merci, J'avais mal lu

[thierryvalk]

Voici un premier petit croquis général de l'ampli sur base du LPC15XX
On aurait donc un pont complet.
Les avantages sont plus de souplesse au niveau de la commande et une seule tension d'alimentation pour la puissance.
Mais demande 2 transistors en plus ce qui n'est pas trop embêtant à la fréquence où l'on travaille.

On aurait mesure de tension aux bornes du HP pour la CR, mesure du courant et mesure de la tension d'alimentation.
Protection en température et enfin une entrée pour un accéléromètre.

[louisr]

Ca fait rêver
Comment comptes-tu faire la mesure de courant ?

[thierryvalk]

Oui, le rêve c'est ce qui nous donne l'énergie.
Mais il faut le concrétiser et là ont sort totalement du rêve.

La mesure de courant ? Aucune idée, c'est le truc bien galère.
Une résistance shunt, c'est pas terrible pour une source de tension.
Effet hall, c'est cher.
Transfo de courant ?

Des idées ?

[louisr]

Je connais pas grand chose en mesure de courant. Mais on est à des fréquences relativement faibles, disons grand maxi 500Hz si on reste dans le domaine du sub. Le soucis c'est qu'il risque d'avoir beaucoup de courant. Effet hall et transfo je connais pas du tout, mais à ces fréquences, on peut prendre une R de shunt de très faible valeur, de quelque mO, non ?

[thierryvalk]

Oui, il faudrait quantifier.
Mais aussi voir çe que l'on attend de cette mesure.
Pour avoir pas mal joué dans le passé avec des moteurs pas à pas, cette mesure n'était pas simple.

Par exemple la commutation fait du bruit donc soit on filtre avec les problèmes de phase où l'on sample au bon moment donc synchro avec la PWM mais avec un retard par rapport à l'enclenchement des transistors.

[thierryvalk]

Je rassemble petit à petit les outils :
Carte LPCXPRESSO pour le LPC1549 qui permettra d’avoir le µC avec ses outils de développement.

Pour la partie puissance, j’ai retrouvé une carte DRV8412DDWEVM.
Il s’agit d’un double pont pour moteurs… c’est toujours une bobine et un champ magnétique.
L’avantage d’une telle carte est qu’elle est bien protégée et pratique pour faire des mesures.
On dispose de 3A rms par pont que l’on peut mettre en //.

Mesure de courant, pour le développement je compte utiliser un LEM LTS6 que j'avais.
Relativement performant à base de capteur effet Hall mais faudra trouver par la suite une solution plus économique.

Sinon j’ai acheté deux petits HP Sub de 6.5 pouces full Chinois.

[louisr]

Au moins avec ce capteur on pourra voir à peut près à quoi s'attendre et en choisir un beaucoup plus adapté à la mesure !
J'aimerai bien testé de voir ce qu'on pourrait tirer avec un p'tit 8-10", parce que j'ai pas spécialement la place de mettre plus gros
Louis