Thread sulla Classe-D (fondamentale) 2025

[bepi67]

Ciao Bepi67,

... E tecniche sono quelle che abbiamo discusso fino ad ora. ...

no in realtà non ne abbiamo quasi minimamente parlato. Si è discusso abbondantemente di bus-pumping (che è connaturato al funzionamento a commutazione in combinazione all'induttanza di filtro) ma non dell'effetto di un carico reattivo.

Sono due cose diverse. Può essere che qualcuna delle contromisure al bus-pumping aiuti a gestire le back-emf ma anche no. Dipende.




Nel bus-pumping l'amplificatore trasferisce attivamente cariche da un ramo all'altro delle alimentazioni. I principali rimedi:

. ponte, cioè due sub amplificatori che dal punto di vista del bus-pumping fanno uno il contrario dell'altro. I due effetti si annullano e tanti saluti al problema! Così ovviamente bello che mi chiedo come mai moltissimi classe D non sono a ponte, pure tra quelli costosi;

. condensatori abbondanti sulle alimentazioni. Il meccanismo disturbante continua ad agire imperterrito ma la variazione di tensione prodotta si riduce; non risolve ma tampona il danno. E' un sistema efficace? Per dirlo serve un'analisi quantitativa e serve capire cosa significa concretamente "abbondanti". Conoscete articoli che fanno questa analisi? Postateli! Io non ne ho letti e al momento non saprei dire se gli alimentatori che ho visto siano ben dotati o rachitici;

. affiancare all'amplificatore un sistema che faccia il contrario del bus-pumping. Per esempio il sistema a capacità commutate proposto nel lavoro linkato da Melomane https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... 50#p169231 tecnicamente ineccepibile, l'ampli sposta cariche da lì a là e noi ci piazziamo un sistema che le risposta da là a lì. Non mi sono imbattuto in alcun esempio commerciale di sistema simile;

. dissipare l'energia in eccesso sul ramo di alimentazione che riceve. Concettualmente non contestabile in pratica contrario ai principi dell'amplificazione PWM che recitano: MAI dissipare! La dissipazione è peccato e fa diventare ciechi. Non ne conosco implementazioni concrete.




Quando l'amplificatore al posto di erogare potenza la riceve (back-emf) cosa ne fa? Gli espedienti visti sopra aiutano?




Doc-elektro pone i termini della questione: abbiamo una massa in movimento e dobbiamo frenarla, cioè dobbiamo farle cedere energia.


Se la massa è una moto con il suo pilota la freno con un bel paio si dischi e quelli si scaldano, l'energia finisce in calore.

Se fosse un'auto a batterie uso una frenatura elettrica e l'energia la accumulo nelle batterie a uso futuro. Bello!

Se è un WF uso una frenatura elettrica, se l'ampli è lineare con l'energia da sottrargli ci scaldo i dissipatori. Per nulla bello.

Se a gestire il WF c'è un ampli in classe D questo non dissipa, quindi l'energia che riceve la deve passare a qualcun altro. A disposizione non c'è che l'alimentazione. Fosse a batterie probabilmente potremmo nuovamente dire: bello! Nel caso delle realizzazioni più comuni non è per nulla detto che non succedano pasticci.



Siamo ancora a litigare con un apporto di energia sull'alimentazione, in questo aspetto il problema è simile al bus-pumping. Ma il meccanismo che lo genera, l'entità e le tempistiche del fenomeno sono completamente diverse.





Quindi le soluzioni che viste più sopra sono utili?



. configurazione a ponte: non serve a nulla. In pratica rischia di essere controproducente: su carico resistivo un classe D a ponte potrebbe funzionare perfettamente con un SMPS di quelli per uso generico che in uscita hanno capacità minime. Combinato così non avrebbe alcun modo di gestire carichi reattivi e back-emf;

. capacità abbondanti. Certamente una buona cosa ma esattamente come nel caso del bus-pumping temponano, non eliminano il problema, e i criteri di dimensionamento sono attualmente top secret: nessuno ne parla. Attenzione che la tipologia dell'alimentatore non solo può determinare un diverso comportamento in caso di innalzamento della tensione all'uscita ma può modificare molto l'effetto della capacità aggiuntiva sull'uscita. Valutare semplicemente la quantità di condensatori e non il funzionamento complessivo dell'alimentatore è molto semplicistico;

. sistemi che spostano energia da un rail all'altro. Non pertinenti, bene con il bus-pumping ma qui abbiamo un bilancio energetico netto dell'ampli positivo, non abbiamo pompato un rail a discapito dell'altro e vogliamo ribilanciarli; abbiamo energia da smaltire o stoccare. Questi proprio non ci possono aiutare;

. sistemi dissipativi. Teoricamente ok, ricadiamo nel caso degli ampli lineari solo che al posto di scaldare i dissipatori dello stadio di uscita qui scaldiamo il dissipatore di uno stadio in parallelo all'alimentazione. Concettualmente perfetto, di facile realizzazione, totalmente impraticabile perché contrario ai principi della PWM e costosissimo.






Come siamo messi chiedendoci se l'ampli A è meglio o peggio dell'ampli B nella gestione delle back-emf? Intanto quali precauzioni vedo negli ampli commerciali? Io solo l'abbondanza di capacità, non altro. Problema: come faccio a valutare concretamente il dimensionamento? Qualcuno ha idea di come dobbiamo impostare il ragionamento? Magari anche fare due conti?






Se vado a naso i condensatori che vedo usati in ampli molto ben considerati non mi impressionano, anzi mi danno l'aria di essere dimensionati senza alcuna larghezza. E parlo di roba blasonata con costi che possono essere anche molto alti.

Esistono ampli con capacità decisamente maggiori, che ne devo concludere?

Qualcuno la offre come optional https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... 10#p169071



Devo pensare che la maggior parte dei classe D sul mercato ha le alimentazioni sottodimensionate? Oppure che gli ampli più forniti di condensatori si permettono il lusso di una finezza non indispensabile?



Rimane che se arriva un'ondata di energia disporre di una buona capacità limita l'altezza della conseguente alta marea; non elimina il fenomeno, cerca solo di incassare con stile.


Luca

Purtroppo contro la fisica poco puoi fare.
Devi dissipare l'energia del woofer.
Scegli il male che preferisci
B67

[lucaesse]

B67, qui tocca passare dalla padella alla brace! .........

In realtà sarei curioso di sapere cosa hanno scelto i maggiori costruttori. E proprio non riesco a capirlo.



Aldusmanutius, grazie per l'apprezzamento!


Luca

[bepi67]

B67, qui tocca passare dalla padella alla brace! .........

In realtà sarei curioso di sapere cosa hanno scelto i maggiori costruttori. E proprio non riesco a capirlo.



Aldusmanutius, grazie per l'apprezzamento!


Luca

Io ho ascoltato le Genelec 8381 amplificate in classe D su tutte le vie e sinceramente non mi pareva facessero schifo.
Poi non so, se per te i "maggiori costruttori" sono quelli amati dal popolo audiofili boh?
B67

[lucaesse]

Bepi67:

... La realtà è che la classe D si sta mostrando molto efficace proprio sui woofers, dove ha soppiantato il resto.

La classe D ha un grande vantaggio nella gestione dei carichi reattivi: non dissipa (teoricamente, idealmente, e un po' utopisticamente). Che però può diventare un problema.



Il vantaggio.


Era già stato accennato...

Notate che basta un'occhiata a questo grafico per capire il bello della classe D: se al posto di Re ci fosse una lampadina di cui volessimo regolare ....

La soluzione è accendere e spegnere la lampadina, facendolo abbastanza velocemente non ci sarebbe sfarfallio, in compenso il transistor lavorerebbe solo vicinissimo alle condizioni estreme della retta, dove la dissipazione è teoricamente nulla e nella pratica ridotta. Quindi un solo transistor basterebbe con pure dell'avanzo e un dissipatore minuscolo. Comodo, no? Per la musica uguale ma aggiungere un filtro passa basso.

....in un post a proposito di SOAR all'interno di un 3D che parlava di impedenza dinamica degli altoparlanti.

Non è caotico e tipico del forum?



Se vi incuriosice la SOAR https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... 53#p169150

Se vi interessa l'impedenza dinamica https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... =5&t=10153


In soldoni: in un classe AB un carico reattivo aumenta a dismisura la potenza massima dissipata dai transistor finali. Questo impone l'utilizzo di transistor molto robusti e/o svariate coppie, cosa costosa e neppure solo per il prezzo dei finali. Diversamente l'ampli dovrà essere dotato di protezioni in tensione e corrente (insomma: in potenza) che immancabilmente ridurranno drasticamente la potenza indistorta disponibile.

In un classe D i finali o sono aperti, non conducono, quindi non dissipano oppure conducono in regime di saturazione, idealmente sono dei corto-circuiti. In questo caso la tensione ai loro capi è nulla e, nonostante la corrente che li attraversa, non dissipano.



Ovvio che il mondo reale impone il suo prezzo, in realtà anche i classe D scaldano ma il ragionamento rimane valido.


Un classe D ha tipicamente protezioni in sola corrente, insensibili allo sfasamento, quindi per pilotare un WF sembra perfetto, almeno sino a quando guardo solo la scheda amplificatrice. Se allargo il campo anche all'alimentatore le cose si complicano ed è quello di cui stiamo chiaccherando. Ci sono, ma al momento non ci interessano, altre protezioni: temperatura, alimentazione troppo alta o troppo bassa sono esempi tipici.


Teoricamente un classe D con un alimentatore in grado di erogare come anche di assorbire corrente è un'ottima scelta. In pratica serve trovare una macchina così concepita.


Un'altra ragione teorica della diffusione dei classe D sulle vie basse è che alcuni, molti ma non tutti, hanno prestazioni in gamma bassa e media molto migliori di quelle in gamma alta.



Lo svantaggio.

E' proprio la necessità di un alimentatore molto più sofisticato di quanto non siamo abituati a vedere nel mondo hi-fi e la cui concreta disponibilità commerciale a me pare assai dubbia. Diversamente c'è da aspettarsi che i carichi reattivi generino perturbazioni sull'alimentazioni, gli effetti possibili vanno dall'aumento della distorsione all'attivazione di protezioni dell'ampli.






Tutta teoria, riguardo alla pratica ho un sospetto: la classe D ha portato a considerare potenze che in ambito casalingo sino a non molto tempo fa venivano considerate assurde. Potrebbe aver reso evidente il sottodimensionamento di molti impianti hi-fi e la debolezza di molti ampli in classe AB, magari con potenze di targa adeguate ma con prestazioni su carichi impegnativi castrate dal dimensionamento all'osso dello stadio di uscita.

Quindi se un classe D da svariate centinaia di W poi ne eroga un quarto perché oltre il suo alimentatore va in sofferenza o i finali arrivano a 100°, c'è il caso che faccia comunque la sua bella figura.

E magari è anche economicamente conveniente.


Questo non toglie che io possa trovare interessante capire come sta effettivamente funzionando. E considerare scorretto il produttore che dichiarasse potenze non effettivamente disponibili, nel caso questo si verificasse.




Se in ambito casalingo è plausibile che il confronto non sia determinato solo dalle qualità tecniche ma anche dal tipo di offerta prevalente sul mercato, nel settore professionale non c'è storia: si ascolta solo classe D.

Le logiche di mercato non sono determinate esclusivamente dal contenuto tecnico e dalla convenienza economica di un prodotto. Il fatto che la classe D imperi non è fatto sufficiente per affermarne la superiorità. Sono meccanismi visti in molti settori commerciali.

Per darne un giudizio servirebbe un confronto che è impossibile. Un sub amplificato con 1000W in classe D pompa di brutto? Bene, ci mancherebbe altro, ma andrebbe meglio o peggio con un classe H altrettanto potente?

E chi lo sa?

1000W su 8 Ohm ve li da il Thomann E-800, che costa 189 euro. Su un carico impegnativo è meglio che non lo consideriate proprio ma non per questo è perdente: un classe D da 1000W a meno di 200 euro mica lo trovate.




A me comunque interessa prima di tutto il lato tecnico: mi piacerebbe capire come i classe D attuali gestiscono back-emf e diffusori dalla fase scorbutica. In primis con quali meccanismi e strategie, e poi magari con quali risultati pratici. Al momento non trovo risposte.

Luca

[lucaesse]

lucaesse ha scritto: ↑
mercoledì 4 febbraio 2026, 20:49
B67, qui tocca passare dalla padella alla brace! .........

In realtà sarei curioso di sapere cosa hanno scelto i maggiori costruttori. E proprio non riesco a capirlo.



Aldusmanutius, grazie per l'apprezzamento!


Luca

Io ho ascoltato le Genelec 8381 amplificate in classe D su tutte le vie e sinceramente non mi pareva facessero schifo.
Poi non so, se per te i "maggiori costruttori" sono quelli amati dal popolo audiofili boh?

Si parlava modalità di dissipazione, la citazione di padella e brace è solo una battuta.

No, non trovo particolarmente interessanti i classe D che se la tirano da audiofili, per maggiori costruttori intendo hypex, Powersoft, ICEpower, Pascal tanto per fare degli esmpi. Aggiungo Purifi ma non certo Molamola, che sarebbe purifi all'attacco del surplus del consumatore ricco e fighetto.




Non ho mai detto che un classe D debba far schifo, però è l'onda del momento quindi occorre essere attenti. Le novità le raccontano sempre migliori di come meritano, magnificandone a dismisura i pregi e con amnesie selettive in fatto di difetti, è normale così. Poi, ovviamente, c'è molto da capire sul lato tecnico.

Come consumatore volontario non sono interessato, tutta quell'enfasi sul rendimento non mi pare così sensata a meno di dover fare un ampli da scrivania. E le mini dimensioni si pagano comunque in termini di potenza non impulsiva. Può essere che in futuro anche in ambito home non sarà possibile l'imbarazzo della scelta tra AB e D, questo non mi fa piacere.




Giusto per curiosità, sai mica che ampli usa Genelec? Curiosamente le Kii SEVEN usano purifi solo su mid e tw, pascal sui bassi. Evidentemente persino Bruno Putzeys trova il loro modulo più potente un po' troppo costoso.


Le Kii Audio Seven, ma non sono certo le uniche, sono un buon esempio di come la classe D abbia sdoganato l'utilizzo casalingo di potenze che sino a non molto tempo fa avrebbero fatto inorridire gli audiofili. Con due WF da 5,5", un medio da 5" e un TW da 1" hanno potenze di 600W sui WF, 200W su medio e 200W sul TW. Se queste hanno un senso, anche volendo tenersi larghi con il margine di sicurezza, battere il classico AB dell'audiofilo tipo "o potenza o raffinatezza" è rubare caramelle ai bambini dell'asilo infantile.


Ciao

[doc elektro]

Teoricamente un classe D con un alimentatore in grado di erogare come anche di assorbire corrente è un'ottima scelta. In pratica serve trovare una macchina così concepita.

Un'altra ragione teorica della diffusione dei classe D sulle vie basse è che alcuni, molti ma non tutti, hanno prestazioni in gamma bassa e media molto migliori di quelle in gamma alta.

E' proprio la necessità di un alimentatore molto più sofisticato di quanto non siamo abituati a vedere nel mondo hi-fi e la cui concreta disponibilità commerciale a me pare assai dubbia. Diversamente c'è da aspettarsi che i carichi reattivi generino perturbazioni sull'alimentazioni, gli effetti possibili vanno dall'aumento della distorsione all'attivazione di protezioni dell'ampli.

Tutta teoria, riguardo alla pratica ho un sospetto: la classe D ha portato a considerare potenze che in ambito casalingo sino a non molto tempo fa venivano considerate assurde. Potrebbe aver reso evidente il sottodimensionamento di molti impianti hi-fi e la debolezza di molti ampli in classe AB, magari con potenze di targa adeguate ma con prestazioni su carichi impegnativi castrate dal dimensionamento all'osso dello stadio di uscita.

Luca

E magari tra un pò saltano fuori i gretaroli che vogliono davvero l'alimentatore "che recupera" e magari manda pure in rete visto che il principio di recupero dell'energia sta diventanto di moda. Gli snowboarder come me lo conoscono da appena mettono la tavola ai piedi visto che non ha le racchette per spingersi.

Un pò come i fotovoltaici e le pompe di calore del kaiser. Peccato che nessuno sappia che a non consumare hai guadagni maggiori ma poi non produci PIL....

Per quanto riguarda invece fare uno stadio AB "come va fatto" è semplicemente INDEGNO che una cosa fatta "un pò meglio" venga venduta a prezzi da strozzinaggio quando costa farla due o tre volte la roba "fatta male" .
Dovrebbe costare il doppio? Magari il triplo? No costa a chi compra 200 volte di più.

E dentro all'elegante mobile in legno pregiato,magari avanzato da qualche cofano mortuario e con penosi incastri a coda di rondine c'è un elettronica che costa solo 50 E in più. Certe mosse commerciali fatte in germania 70 anni fa portavano chi le faceva a sentire odore di gas.

oggi vengono quotate in borsa...e apprezzate dagli audiofili

[lucaesse]

riparto da questo post:

https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... 70#p169288

in cui iniziavo a curiosare un argomento ovviamente fondamentale della classe D: come cavolo fare il modulatore.

Dopo aver intravisto lo schema concettualmente più immediato, facciamoci spiegare, sempre da Putzeys, che non è per nulla una buona pensata. Saccheggerò questo articolo:

https://hometheaterhifi.com/30th-annive ... mplifiers/

in cui Putzeys fa una carrellata sullo sviluppo della classe D, perfetto per il mio scopo. Bruno P. scrive in modo divertente, vi consiglio la lettura dell'intero articolo, è prettamente divulgativo non è per addetti ai lavori.




Iniziamo con l'opinione di Putzeys sulla classe D concepita come visto nel post precedente:

This is the canonical class D amplifier, the schoolbook topology.

This was unfortunate. Being splendidly easy to understand, it led generations of designers to believe that it was the fundamental class D amplifier and the best starting point for future development. Neither was true. It suggested that the modulator, power stage, and output filter were independent elements, to be designed and optimized separately.

Una falsa partenza. Consola che anche i professionisti ogni tanto si facciano fregare dalle idee in astratto ma la frase importante è l'ultima. Ragionando in questo modo inserire il filtro d'uscita in un loop di NFB diventa impresa ardua. Ma la frequenza del passa basso in uscita è necessariamente troppo vicina alla banda audio perché la risposta in banda non dipenda dal carico, visto che la risposta del filtro e con lui dell'intero ampli ne è dipendente. Difetto puntualmente verificato, sino a che non è diventato normale avere il filtro dentro l'anello di retroazione.



Dopo aver puntualizzato che considerare i classe D degli "ampli digitali" è fuorviante e che il tentativo di convertire direttamente un segnale digitale nella modulazione PWM non va da nessuna parte, Putzeys passa alle cose serie:



.

BP timing dist.JPG (73.44 KiB) Visto 1014 volte

.

l'errore che deriva dai tempi di accensione e spegnimento dei finali comporta una distorsione nell'ordine del punto percentuale, riferita agli obiettivi degli ampli attuali una catastrofe. T.on e T.off non sono costanti, quindi difficili da compensare a priori.



Un'importante e nefasta caratteristica dello schema con onda triangolare è che l'ampiezza in uscita è direttamente proporzionale alla tensione di modulazione. Potreste variare il volume semplicemente usando un alimentatore regolabile! Ovviamente qualunque disturbo sull'alimentazione vi finisce negli altoparlanti con zero attenuazione, il che è una bella rogna.




Il filtro d'uscita è una seccatura per due motivi:

. come già visto altera la risposta in alto, c'è un grafico esemplificativo nel post precedente, ripreso anche in questo articolo di Putzeys;

. impone l'uso di induttanze su nucleo il cui funzionamento è soggetto al fenomeno dell' isteresi. Secondo Putzeys con uno scadimento della qualità soggettiva rilevante.


Non tutto è perduto:

Fortunately, there’s one remedy that is fantastically effective at removing hysteresis distortion, stabilizing the output impedance, eliminating switch time distortion, and negating the dependency on the power supply voltage, all at once.

Possiamo immaginare che la soluzione prevederà di inserire il tutto in un bel loop di NFB.





Secondo Putzeys la cattiva fama della NFB è anacronistica, giustificata in passato dalla scarsa linearità nello stadi di ingresso dei primi ampli a transistor (ovviamente basati sull'uso della NFB).

Lo stadio di ingresso è, o ha funzione di, differenziale e la sua non linearità non viene corretta dalla NFB. Questa si basa sulla comparazione (qui il termine non è del tutto corretto, ma rende l'idea) tra segnale d'ingresso e una porzione di quello in uscita. Se la "comparazione" viene fatta male (dallo stadio di ingresso) ovvio che funzionerà male la NFB stessa. Gli ampli a transistor dei primordi avevano cattivi stadi di ingresso.

Early transistor amplifiers had something of an Achilles’ heel though, which was distortion in the differential input stage. Ironically, the paper that popularised the concept of “TIM” (transient intermodulation) distortion correctly identified the root cause, but nobody read that far. Instead, the distortion was blamed on the use of negative feedback.

The irony is this: firstly, the diff amp is not in fact inside the feedback loop. It’s trivially easy to linearise the input stage and eliminate TIM without changing the amount of feedback. Secondly, if you increase the gain of the amplifier prior to feedback, the signal on the diff amp becomes correspondingly smaller, thus preventing the distortion from arising in the first place. You read that right: more loop gain (i.e. more feedback), less TIM. But since understanding this requires a modicum of curiosity, there will always be those who won’t recognize a plain fact if it danced the conga naked in front of them.

Quindi la soluzione di Putzeys è semplice: aumentare la controreazione. Se il problema è la linearità del differenziale d'ingresso, dando per pacifico che peggiori con l'ampiezza del segnale, aumentare il guadagno open-loop e conseguentemente la retroazione non farà che ridurre l'ampiezza del segnale differenziale da trattare: meno disotrsione. Procurate che il differenziale non patisca i segnali in modo comune, o configurate l'ampli come invertente, e siete a posto.




Nota: non mi ritrovo del tutto nel modo in cui Putzeys usa l'acronimo TIM ma nella lettura di questo articolo non è cosa molto rilevante. Consideratela una forma di distorsione non una situazione di saturazione in caso di segnale di ingresso dallo slew-rate eccessivo; sempre che quest'ultima idea abbia senso e sia familiare anche a voi.





I primi classe D non erano dotati di un loop di NFB, certamente non includente il filtro LP in uscita, per l'incapacità dei progettisti di allora di implementarlo; non certo per le opinioni degli audiofili tifosi degli ampli lineari NON NFB. Le due difficoltà principali:

The first problem was that the feedback signal wasn’t clean audio but necessarily contained a residual from the PWM process. Adding that back into the modulator caused more distortion than it cured. It took years before practical solutions materialized.

Se all'ingresso dell'ampli vi ritrovate con un differenziale che gestisce la NFB alle frequenze audio e ci buttate dentro anche un sostanzioso residuo a 500kHz è chiaro che qualche cosa può andare storto.

The second problem is worse: since the output filter is the most intractable part, we’d like to include it inside the feedback loop, Thank you very much! Sadly, that same variable phase shift is now free to wreak havoc on the stability of the loop.

Si tratta di rendere stabile l'ampli con un filtro che poco oltre la banda audio comporta uno sfasamento di 180°. Come dire che trasforma la retroazione negativa in retroazione positiva! E pure con un andamento parecchio variabile a seconda della cassa collegata (o scollegata...). Improponibile.


Continua...

Luca

[lucaesse]

Sto leggendo un po' di articoli di Bruno Putzeys. E' certamente un progettista notevole che gode di una invidiabile stima e autorevolezza. Pregio aggiuntivo di non poco conto e per nulla comune: è ironico, quando serve sarcastico, divertente da leggere.


Però ogni tanto la racconta un po' a modo suo.


Dall'articolo che sto leggendo si desume che negli anni '90 pensare un ampli con il filtro nella NFB fosse proibitivo

... it was the nineties. Did you know how to put feedback around a class D amp back then? ...

Ma se riprendete questo post, nato più che altro per scherzo e per allegerire il 3D:

https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... 30#p169197


scoprite che la rivista Elektor, rivolta agli hobbisti, pubblica il progetto di un amplificatorino in classe D ben prima, precisamente nel 1984.

Guardando lo schema si scopre che è semplicissimo; è auto-oscillante, nussuna traccia di generatori di onde triangolari o a dente di sega; è a ponte (full bridge); ha un doppio loop di NFB che comprende il filtri di uscita.

Praticamente è aggiornato al 2026!



Sul risultato concreto non scommetterei, ma Elektor aveva la fama di essere una rivista seria e nell'articoletto viene quantificata la distorsione per due possibili tipi di transistor finali. Nell'84 quei numeri non uscivano certo da un simulatore. Sono portato a credere che di quell'ampli almeno un esemplare correttamente funzionante sia esistito.

[lucaesse]

proseguo nella lettura di :

https://hometheaterhifi.com/30th-annive ... mplifiers/

.

BP UcD.JPG (60.61 KiB) Visto 973 volte

.

There is no oscillator. The combined effect of the feedback network, the output filter, and the delay through the comparator and the power stage cause the circuit to self-oscillate at a convenient frequency.

un amplificatore che genera dei ritardi chiuso in un anello di retroazione: niente da stupirsi che oscilli, succede spesso anche quando non dovrebbe! E' un articolo divulgativo, quindi non ci sono spiegazioni su come il tutto funzioni concretamente, ci basta che il funzionamento sia plausibile.

There’s no separate modulator either. Adding a signal to the input simply shifts the frequency and duty cycle to a different stable point.

Molto bene: la semplicità quando funziona è sempre una gran bella cosa (se poi si riflette sui costi, ottima). In un'analisi meno generica il fatto che il segnale moduli la frequenza, oltre al duty cycle, può diventare un problema.

In certi casi avvicinandosi alla massima potenza la frequenza della modulazione PWM può scendere verso alla (o addirittura entrare in) banda audio. Ciascun costruttore scongiura questo orrore come preferisce, aspetto da valutare meglio prossimamente (riuscendo a trovare info e capendoci qualche cosa; la prima condizione è oggettivamente di non facile risoluzione, la seconda mi pare soggettivamente proibitiva ).

Gain is independent of the supply voltage because the oscillation’s amplitude itself is set by the supply voltage, thus removing the supply voltage from the equation.

Mi fido sulla parola. Finalmente della reiezione dei disturbi di alimentazione, decisamente un miglioramento fondamentale!

The feedback is global and has a substantial loop gain, easily 30dB or more, so this circuit distorts 30 times less than a schoolbook amplifier with the same power stage.

Putzeys ha già detto la sua: non ha senso avere dubbi sull'efficacia della NFB e comunque è evidente che i classe D non possono essere altro che ampli basati sulla NFB. Quindi stiamo al gioco e cataloghiamo la disponibilità di ampio guadagno da convertire in retroazione tra le notizie ottime.

Anche perché una mia curiosità era capire se lo sviluppo della classe D può insegnare qualche cosa agli ampli lineari; il qualche cosa, se c'è, probabilmente è nella realizzazione della NFB. Si, 30dB in tensione corrispondono quasi esattamente ad un rapporto di 30 a uno.

The output impedance is very low, and the frequency response is load-independent to such an extent that the corner frequency is completely erased from the response plot.

Grande miglioramento. Se usate formati digitali dalla freq. di campionamento super ultra Hi-Res farete affidamento su un fatto scontato: che di ultrasonico contengano ben poco. Se date in pasto a questi ampli segnali oltre la freq di taglio del filtro in uscita, loro sono costretti ad alzarli per compensare l'attenuazione. Praticamente l'ampli che gioca a braccio di ferro con il suo proprio filtro... Per fortuna è irrealistica accademia.

More maddeningly still, it’s the output filter itself that supplies this loop gain, not the feedback network.

Capire questa in assenza di una spiegazione almeno un po' più dettagliata del funzionamento dell'ampli è dura; amen. Perché mai dovrei pensare che la rete di NFB debba fornire del "loop gain"?






Il risultato di avere il filtro di uscita compreso nel loop NFB:

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BP filtro CL.JPG (64.79 KiB) Visto 973 volte

.




comparatelo con il grafico all'inizio dell'articolo o, meglio, con questo:

.

BP no pff.JPG (92.09 KiB) Visto 973 volte

.

ampli misurato da ASR 16 anni dopo la nascita degli Hypex UdC e si capisce che Putzeys sia orgoglioso del risultato.



I miei complimenti, anche se non è certo lì che si possano trovare motivazioni per l'adozione della classe D. La linearità della risposta in freq adeguatamente oltre la banda audio è ovvia per un ampli lineare. Invece avrei faticato a definire hi-fi un ampli con la risposta del Fosi ZA3, più per l'imprevedibilità dell'interazione con il diffusore che per gli scarti visibili nella misura. Non confondete queste alterazioni con quelle tipiche di un pilotaggio a impedenza non nulla, tipico, per esempio, degli ampli a triodi privi di NFB: sono fenomeni totalmente diversi.



Lo schema rappresenta concettualmente gli ampli UdC di Hypex. Il funzionamento è simile, dice Putzeys, ad quello illustrato in un brevetto del 1977 rimasto misconosciuto, autore un tale Clayton Sturgeon.

La genialata si concretizza in quella serie RC in parallelo alla resistenza della NFB collegata all'uscita. Nello schema di principio la vedete in alto a SN. Quella banale retina rappresenta un differente approccio alla NFB e un notevole cambiamento. Se interessante anche pensando ad ampli lineari, si vedrà.


Per il momento tutto questo lavoro sulla modulazione PWM ha una sola posta in palio: l'aumento dell'efficienza.




Putzeys che riconosce l'ingegno di Sturgeon:

Consider: in an ideal world, Sturgeon would be famous as the inventor of this fundamental circuit. Instead, it was completely forgotten. What a missed opportunity for the audio industry. Sturgeon’s invention should have wiped the Rube Goldberg contraption that is the schoolbook amplifier from our collective memories there and then. The amplifier technology shift that’s happening today could have been over and done with by 2000

E Putzeys che spiega dov'è la genialata:

Other self-oscillating amplifiers were in the running too, but those actively avoided involving the output filter in the oscillation, instead using pre-filter feedback to set the frequency and keeping post-filter feedback (if any) to a minimum. Sturgeon’s stroke of genius (and belatedly, mine) was to add phase lead to the feedback network so that even with the entire second-order LC filter in the loop you could freely set the oscillation frequency and completely control the output filter on top of that.

continua...

[aldusmanutius]

Mi sembra DOVEROSO ribadire il plauso a lucaesse per l' analisi puntuale e approfondita sui meccanismi di funzionamento dell' amplificazione in classe D.
Poco alla volta si svelano problemi e possibili soluzioni...
Mi piacerebbe che questo thread potesse pervenire sotto gli occhi di Putzeys, che è indiscutibilmente il progettista più brillante e autorevole di questa tecnologia.