Guten Abend, Ich hatte ursprünglich geplant ein Web Radio auf Basis des Raspberry Pi zu bauen bin dann aber über die vielen PWM Verstärker auf Ebay darauf gekommen zuerst so einen zu basteln. Randbedingungen: -Eingangssignal soll ein Digitalsignal sein -Ausgangsleistung ab 10 bis 20W pro Kanal -Versorgung über ein Schaltnetzteil -Steuerbar vom Raspberry Pi (kein Analogpoti als Lautstärkerregler, sondern Befehle über einen Bus) -Die Platine soll auf das Raspberry Pi aufgesteckt werden à la "Arduino Shield" und auch die Versorgung des Raspberrys übernehmen Ich hab dann schnell den TAS5756m von Texas Instruments auf deren Seite gefunden. Der hat einen guten DAC, einen integrierten DSP und genug Leistung bei hohem Wirkungsgrad. Außer Digi-Key habe ich leider keine Bezugsquelle gefunden, bei TI kommt man aber leicht an Samples. Im Anhang habe ich den angedachten Schaltplan als PDF und PNG untergebracht. Die Zahlen in Klammern (X) sind Verweise auf Links die unten stehen. Der Schaltplan besteht aus drei Teilen: Eine Stromversorgung auf Basis des Schaltwandlers TPS54340-Q1, ebenfalls von TI. Ich hab das Referenzdesign übernommen, nur die Induktivität ist der Einfachheit halber die gleiche, die ich auch für den LC Filter hinter der Endstufe verwende. So weit ich weiß sorgt die größere Induktivität ja für eine glattere Ausgangsspannung, bessere EMV und geringere Spitzenströme durch den Schaltregler. Sollte also kein Problem darstellen? Die Schutzdiode (1) füge ich noch ein. Der Regler kann 3,5A, solle also kein Problem sein. Ein EEPROM, der zur Konfiguration der GPIOs beim Starten dient. Die Programmierung habe ich mir noch nicht genau angesehen, ist aber hier (2) beschrieben wenn ich das richtig sehe. Die Schaltung und habe ich hierher (3), die Platinenmaße und Steckerpositionen ebenso. Die eigentliche Verstärkerschaltung stammt ebenso aus dem Datenblatt des TAS5756m (Link zum Datenblatt (4)). Die Kondensatoren an den Versorgungspins habe ich noch um zwei sehr große ergänzt. Stutzig macht mich der LC Filter am Ausgang im Schaltplan der EMV-Referenzplatine (Link zur Anleitung (5) mit Schaltplan auf Seite 15). Dort besteht der Filter aus 4,7µH und 680nF, damit komme ich auf eine Grenzfrequenz von 89kHz. Ist der Filter nur aus Platzmangel und Kostenersparnis so ausgelegt? Ich hätte die Grenzfrequenz eher auf 30-40kHz gelegt. Das im Datenblatt verlinkte Paper zur Dimensionierung dieses Filters (6) schlägt auch größere Induktivitäten und Kapazitäten vor (Tabelle für geplante 4 Ohm Last, und BD Modulation an BTL auf Seite 12 ganz oben). Außerdem bin ich unsicher, welche Clock Signale ich wo benötige. Die SCLK scheint mir die zum PCM Ausiosignal gehörige Clock zu sein? Hier die Links: (1) https://github.com/raspberrypi/hats/blob/master/backpowering-diagram.png (2) https://github.com/raspberrypi/hats/blob/master/eeprom-format.md (3) http://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=100&t=82618 (4) http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tas5756m.pdf (5) http://www.ti.com/lit/ug/slau583/slau583.pdf (6) http://www.ti.com/lit/an/sloa119a/sloa119a.pdf (HTML Befehle funktionieren nach meiner Erfahrung nicht, kann ich trotzdem irgendwie verlinken? Im Beitrag "Formatieren im Forum" steht nichts davon...) Der Schaltplan ist also bis auf ein paar Kleinigkeiten fertig und wartet auf Antworten, Kritik und Verbesserungsvorschläge ;) Das Layout habe ich schon angefangen. Die Verstärkerschaltung ist schon platziert aber noch nicht geroutet, den Rest der Bauteile bekomme ich auch noch unter. In den nächsten Tagen möchte ich einen Prototypen ätzen. Wenn die Platine läuft plane ich welche fertigen zu lassen (Interessenten?). Was noch fehlt: Die Software! Ich bin sehr angetan von der Pi Musicbox Distribution: http://www.woutervanwijk.nl/pimusicbox/ Die unterstützt auch schon den DAC von HifiBerry, die bestimmt auch den PCM Ausgang nutzen. Die Konfiguration und Lautstärkeregelung über I2C müsste aber wahrscheinlich noch implementiert werden. Über Mitstreiter dabei würde ich mich sehr freuen. Bezahlung erfolgt in Form von PCBs, wenn ihr möchtet auch fertig bestückt ;) Liebe Grüße, Oskar
Angehängte Dateien:
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Pi-AMP.png
31 KB
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Verschoben durch Admin
Da mir im Moment die Zeit fehlt stelle ich hier mal meine bisherige Arbeit zur Verfügung. Ich freue mich, wenn jemand Lust hat daran weiterzuarbeiten. Eventuell finde ich im November wieder Zeit dazu... LG Oskar
Kann mir jemand sagen welchen Einfluss die Resonanzfrequenz der Spule im LC Filter am Verstärkerausgang hat? Zu meiner Überraschung sagt weder das Datenblatt noch die Application Note etwas darüber, ob man Luftspulen oder solche mit Ferritkernen benutzen kann. Hat Dazu noch jemand einen Kommentar? Ansonsten habe ich gestern einen ersten Prototypen geätzt. Andere Hinweise zum Schalplan oder Layout nehme ich auch gerne entgegen. LG Selbstgespräch-Oskar ;)
Kenne den Chip nicht und bin kein Profi auf dem Gebiet. Ich arbeite gerade an etwas diskretem und habe mich da - wie die meisten - für Ringkerne aus Pulver entschieden. Hauptsächlich wegen des geringen Streufeldes, was dir sonst überall hinein tüdelt. Viele günstige Verstärker nutzen Ferritstabinduktivitäten. Luftspulen habe ich noch nicht gesehen.
Bitte, bitte nimm geschirmte Induktivitäten oder Spulen auf Ferritring. Bitte keine Luftspulen oder Stabkerndrosseln. Es seidenn, Du willst einen Sender bauen... ?
Frage: Sollte man wirklich "geschlossene" Ferritkerne statt Pulverkerne nehmen? Frag mich nicht wo, aber ich hatte mal gelesen, dass die zwar geringe Verluste bei hohen Frequenzen haben, aber auch schlagartig in die Sättigung gehen? Böse Verzerrungen am Ausgang wären die Folge? Oder designst du mit so viel "headroom", dass theoretisch immer noch die halbe Impedanz bei voller Aussteuerung keine "gefährlich" hohen Ströme ergeben würden?
Letztendlich ist die Bauform egal - man sollte nur dem Magnetfeld einen guten Pfad bereitstellen, damit es nicht durch die Luft muß und dabei anfängt abzustrahlen. Das Material sollte auf die Frequenz passen, sonst gehen die Verluste hoch und statt Lautstärke hat man Erwärmung im Verstärker. In den Datenblättern der Spulen ist eine Angabe für I(max) und I(Sättigung). Die Ausgangsleistung des Verstärkers ist bekannt, ebenso der Innenwiderstand des Lautsprechers. Hier kann man den max Strom abschätzen. Außerdem gibt es bestimmt auch für diesen Chip von TI ein Demoboard, bei dem die BOM veröffentlicht ist. Dort kann man prima den vorgeschlagenen Typ Spule erfahren und ggf auf ein hierzulande gut lieferbares Exemplar umschlüsseln. Von Würth gibt es einen interessanten Artikel zu dem Thema Spulen für Class D. Unter der hochtrabenden Überschrift "Bauelemente für gesteigerte Klangqualität" findet man ihn, und in der pdf-Version sind reichlich Formeln zur Berechnung und eine Tabelle mit geeigneten Typen. Letztendlich ist das auch nur eine Schaltreglerspule.
Hallo Oskar! Ich habe diese Seite bei der suche nach dem Chipnamen gefunden. Ich hatte vor genau so etwas zu bauen. Die Frage warum die LC Filter eine Grenzfrequenz von 89kHz haben kann ich vielleicht beantworten: Der Chip unterstützt Sampleraten von bis zu 192 kHz. 89kHz wäre dann in etwa die halbe Samplerate. Wie weit bist du mit deinem Projekt?
Hallo Alex, eine selbstgeätzte Platine liegt bei mir zuhause und ist mit den Bauteilen die ich gerade hatte bestückt. Die ICs habe ich mit einer Infrarotlötstation auch verlöten können. Die übrigen Bauteile habe ich noch nicht bestellt und bin auch noch nicht ganz zufrieden mit dem Layout (die Powerpads unter den ICs sind nicht mit der Massefläche verbunden und anderes). Im Anhang die aktuelle Version. Liebe Grüße, Oskar
Hallo Oskar! Das sieht ja schon ganz gut aus. Was mich angeht habe ich jedoch zwischenzeitlich Zweifel bekommen, ob der TAS5756m gut geeignet für den Zweck ist. Denn anscheinend braucht man die folgenden TI Boards um die Konfigurationsdatei für den Chip generieren zu können: http://www.ti.com/tool/tas5756mdcaevm http://www.ti.com/tool/purepath-cmbevm Sprich: Da muss man erst einmal 350 Dollar berappen um den Chip einstellen zu können - ärgerlich. Möglicherweise geht es auch ohne die Konfigurationsdatei, allerdings schweigt sich das Datenblatt dazu aus. Deswegen schaue ich mich im Moment nach alternativen Chips um.
Moin Oskar, sorry, dass ich diesen alten Thread fleddere. Aber ich würde dein Design gerne nachbauen und wollte Fragen, ob du schon Erfahrungen damit gemacht hast. Der TAS5756M wird ja auch im https://polyvection.com/shop/plainamp-obsolet/ und im DigiAmp (http://www.iqaudio.co.uk/audio/9-pi-digiamp-0712411999650.html) verwendet. Daher sollte der Betrieb mit Paspbian eigentlich Plug-and-Play sein. Konntest du schon testen, ob dein Layout kompatibel zu den Treibern ist? Gibt es Probleme mit der Wärmeentwicklung, wenn der Amp so dicht über dem Raspi hängt? Viele Grüße, Jens
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Hallo Jens, habe hier durch Zufall mal wieder geschaut und bin auf deine Antwort gestoßen. Ich habe das Projekt nicht mehr weiter verfolgt, glaube aber, dass das Raspberry Pi selber mehr Wärme umsetzt als der Verstärker. Ansonsten: Versuch macht kluch ;) Viele Grüße Oskar
Alex X. schrieb: > Denn anscheinend braucht man die folgenden TI Boards um die > Konfigurationsdatei für den Chip generieren zu können: Mich interessiert dieses Thema gerade sehr. Wollte jetzt keinen neuen Thread aufmachen, da dieser genau passt. Vielleicht antworten Erfahrene auf dem Gebiet auch nach 3 Jahren noch. Bei den ganzen Audio-Chips von TI sind immer Entwicklerboards erhältlich und es wird auf PurePath hingewiesen. Ist dieses es so wie Alex schreibt, dass man diese Tools definitiv braucht?
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