Bester Audio-Verstärker für ESP32-s3

Silas H. OP #7780970
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Hallo zusammen, ich möchte mit einem ESP32-s3 einen kleinen Lautsprecher betreiben. Tonqualität steht bei mir nicht so im Vordergrund. Mir sind bis jetzt drei Ansätze eingefallen:

  1. Nutzen eines externen I2S Dac mit Vertärker
  2. PDM-Ausgang mit Low-pass Filter und analogem Verstärker (z.B. pam8403)
  3. Nutzung eines Op-Amps oder H-Brücke zur Verstärkung des PDM-Signals und nachträglicher Low-pass Filter

Ich würde die Schaltung gerne auf einer eigenen Leiterplatte integrieren, d.h. ich würde gerne entweder möglichst wenig Bauteile direkt auf meiner Leiterplatte oder ein kleiner Board zum Aufstecken auf die Leiterplatte verwenden.

Wenn ihr irgendwelche nützlichen Hinweise zu diesem Thema habt, würde ich mich sehr freuen.

LG Silas

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Silas H. OP #7781052
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H. H. schrieb:

Silas H. schrieb:

nützlichen Hinweise

Die Anwendung nennen.

Ich möchte einen Lautsprecher mit 3cm Durchmesser mit 5V betreiben.

Εrnst B. schrieb:

"kleiner" Lautsprecher: MAX98357.

Ist I2S-DAC + Class-D Amp in einem. https://www.aliexpress.com/item/1005006209483760.html

Der MAX98357 ist vermutlich wirklich die beste Lösung. Ein kleines Problem ist, dass ich einen ESP32-s3 zero verwende und daher so wenig Pins wie möglich nutzen möchte und I2S halt 3 Pins benötigt.

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Uwe B. #7781935
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Silas H. schrieb:

  1. PDM-Ausgang mit Low-pass Filter und analogem Verstärker (z.B. pam8403)

Liefert der ESP32 tatsächlich ein PDM-Signal (auch Bitstream genannt)? Wenn ja, sollte eine digitale H-Brücke ausreichen. In einfachen Anwendungen kann man sogar auf den Tiefpass verzichten, der Lautsprecher bildet mit seiner Induktivität und seiner Masse schon einen - den Rest macht das Ohr.

Beispiel: Im LM4670 (https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4670.pdf) wird das genau so gemacht, außer dass der schon einen DS-Modulator im IC hat, um den Bitstream (aka das PDM-Signal) aus einem analogen Signal zu erzeugen.

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Silas H. OP #7782060
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Uwe B. schrieb:

Silas H. schrieb:

  1. PDM-Ausgang mit Low-pass Filter und analogem Verstärker (z.B. pam8403)

Liefert der ESP32 tatsächlich ein PDM-Signal (auch Bitstream genannt)? Wenn ja, sollte eine digitale H-Brücke ausreichen. In einfachen Anwendungen kann man sogar auf den Tiefpass verzichten, der Lautsprecher bildet mit seiner Induktivität und seiner Masse schon einen - den Rest macht das Ohr.

Beispiel: Im LM4670 (https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4670.pdf) wird das genau so gemacht, außer dass der schon einen DS-Modulator im IC hat, um den Bitstream (aka das PDM-Signal) aus einem analogen Signal zu erzeugen.

Soweit ich weiß liefert der esp32 (s3) ein Pdm Signal mit 32x oversampling. Bei der Benutzung einer H-Brücke war ich mir nicht ganz sicher, da die ja normalerweise für Motoren benutzt werden und ich mir nicht sicher bin, ob die die Höhe Frequenz schaffen.

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Uwe B. #7782085
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Silas H. schrieb:

Bei der Benutzung einer H-Brücke war ich mir nicht ganz sicher, da die ja normalerweise für Motoren benutzt werden und ich mir nicht sicher bin, ob die die Höhe Frequenz schaffen.

Da ist kein großer Unterschied, die H-Brücke muss im Worst case mit OSR/2 schalten. Das sollte, insbesondere bei deiner Anwendung, "a piece of cake" für die H-Brücke sein.

Nur 1 IC mit 4 MOSFETs, und außer Stützkondensator(en) nicht unbedingt noch ein weiteres Bauteil. Nur ein Pin vom ESP. Ziemlich sparsam. Vielleicht tut es schon ein IX4428 (https://www.mouser.de/datasheet/2/240/media-3320896.pdf) bei dir. Die kenne ich zufällig, weil ich selber einsetze, allerdings für andere Zwecke. Es gibt sicherlich gute Alternativen.

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Silas H. OP #7805363
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Hey, ich bin endlich dazu gekommen mal ein bisschen herum zu probieren und benutze jetzt normale Gate-Treiber, wie Uwe.B empfohlen hatte:

Uwe B. schrieb:

Nur 1 IC mit 4 MOSFETs, und außer Stützkondensator(en) nicht unbedingt noch ein weiteres Bauteil. Nur ein Pin vom ESP. Ziemlich sparsam. Vielleicht tut es schon ein IX4428 (https://www.mouser.de/datasheet/2/240/media-3320896.pdf) bei dir. Die kenne ich zufällig, weil ich selber einsetze, allerdings für andere Zwecke. Es gibt sicherlich gute Alternativen.

Ich benutze einen MCP14E11, weil ich den einfach bei Reichelt kaufen konnte. Ich bin ehrlich gesagt sehr zufrieden. Die Schaltung ist sehr einfach: Beide Inputs an den GPIO-Pin, und den Lautsprecher mit einem Kondensator in Reihe ( Damit bei keinen Signal nicht dauerhaft Strom fließt) und fertig. Die Audio Qualität ist nicht fantastisch aber für mich völlig ausreichend.

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