Bester Audio-Verstärker für ESP32-s3

[Silas H. (silas_h670)]

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

[H. H. (hhinz)]

Silas H. schrieb:
> nützlichen Hinweise

Die Anwendung nennen.

[Εrnst B. (ernst)]

"kleiner" Lautsprecher:
MAX98357.

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

[Silas H. (silas_h670)]

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.

[H. H. (hhinz)]

Silas H. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Silas H. schrieb:
>>> nützlichen Hinweise
>>
>> Die Anwendung nennen.
>
> Ich möchte einen Lautsprecher mit 3cm Durchmesser mit 5V betreiben.

Viel Glück.

[Silas H. (silas_h670)]

Hallo, vielleicht ist das ziemlich dumm, aber würde ein genügend starker 
Op-Amp mit mit nachträglichem Low-Pass-Filter nicht aussreichen (siehe 
Foto)?

[H. H. (hhinz)]

Silas H. schrieb:
> vielleicht ist das ziemlich dumm,

Sogar sicher.

[Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)]

Silas H. schrieb:
> würde ein genügend starker Op-Amp mit mit
> nachträglichem Low-Pass-Filter nicht aussreichen

Im Prinzip schon, die werden als Audio-Endstufe verkauft.

[Uwe B. (uwe_beis)]

Silas H. schrieb:
> 2. 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.

[Marcel V. (mavin)]

Ich werfe mal den TDA2822M in den Raum rein. Der macht 1Watt und kann 
gebrückt werden.

[Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)]

Marcel V. schrieb:
> TDA2822M.jpg

Ist das Poti am Eingang richtig eingezeichnet? Auf "null" gedreht 
schließt es die Quelle kurz.

[Silas H. (silas_h670)]

Uwe B. schrieb:
> Silas H. schrieb:
>> 2. 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.

[Silas H. (silas_h670)]

Marcel V. schrieb:
> Ich werfe mal den TDA2822M in den Raum rein. Der macht 1Watt und kann
> gebrückt werden.

Der Verstärker ist cool. Für mich als Mitglied der "Jugend von heute" 
sind das aber ziemlich viele analoge Bauteile.

[Uwe B. (uwe_beis)]

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.

[Marcel V. (mavin)]

Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Ist das Poti am Eingang richtig eingezeichnet?

Geht bei Brückenbetrieb leider nicht anders, aber man könnte vorm 
Eingang noch das gewünschte Low-Pass-Filter, bestehend aus 1k5 und 10nF 
(Fg=10kHz) schalten und gleichzeitig wird der GPIO vom ESP32 nicht 
überlastet (ca. 2mA).