DC kwijtraken op een nette manier

[voodooless]

Het volgende is het geval:

Binnenkort krijg ik een 2e hands Behringer DCX 2496. Het ding is niet 100% in orde, maar dat ga ik wel fixen.

De bedoeling is verder dat ik zowel input als output stages ga vervangen door wat beters. Zo wil ik meer inputs hebben, en de outputs worden voorzien van een volume control chip.

Nu wil ik me eerst richten op de output. De DAC heeft een gebalanceerde spanningsuitgang met een offsetvoltage van 2.6V. Dit is eenvoudig kwijt te raken door gebruik te maken van een gebalanceerde opamp zoals bijvoorbeeld OPA1632. Deze ga ik gebruiken na de DAC, en tevens gaat deze ook het output filter van de DAC vormen.

Na de gebalanceerde opamp komt de volume control chip, of eigenlijk twee chips, want ik heb 6 gebalanceerde output kanalen, en iedere chip kan maar 8 single ended kanalen aan Beoogde chipje is de CS3318. Leuk ding, ware het niet dat ook hier weer een offset voltage uitkomt afhankelijk van het ingestelde volume. Bij 0dB instelling 0.75 mV en bij +22dB (max) 5mV. Dat lijkt weinig, maar als je de gain van de eindversterker erbij optelt komt er op de speakerklemmen een veel te grote DC spanning te staan (naar schatting 250mV bij volle uitsturing). Nu is de gebruikte versterker ook gebalanceerd en dus is de offset common-mode welke verdwijnd in de amp. Ik vind het echter niet netjes dat die offset er in eerste plaatst is, en dus wil ik er vanaf!

Daar zijn verschillende mogelijkheden voor:
- Nog een gebalanceerde opamp achter de CS3318. Kan prima, maar ik vind het een beetje zonde om nog een opamp in de signaal te stoppen.
- DC blocking capjes. Nee dankje!
- DC servo...

Dat laatste lijkt me momenteel de beste optie. Temeer omdat de gebalanceerde een leuke input heeft die hiervoor de misbruiken is, namelijk de Vcomm input. Hier kun je de common mode spanning in stoppen welke aan de output eruit moet komen. Zet je hier dus het tegengestelde op van wat er uit de CS3318 komt, is het resultaat theoretisch 0

De vraag is: hoe doe ik dat? En dat is precies waar ik jullie hulp bij nodig heb. Ik heb hier een PDF'je gevonden voor een conventionele servo schakeling, maar ik heb eigenlijk geen idee hoe ik dat zou moeten aanpassen voor mijn situatie...

[dalus]

Ik denk wel dat je hier wel verder mee komt http://www.shine7.com/audio/bpre.htm

[voodooless]

dalus schreef op donderdag 06 maart 2008 @ 21:02:
Ik denk wel dat je hier wel verder mee komt http://www.shine7.com/audio/bpre.htm

Helaas heb ik geen idee wat ik hiermee moet.. 't is een totaal andere toepassing en Vcom ligt daar gewoon aan de aarde. Ik wil die juist gebruiken om de DC op de output mee weg te regelen.

[bobo1on1]

Ik weet niet hoe je laagdoorlaatfilter eruit ziet, maar zoiets werkt wel:



IC1A is met R1, R2, C1 en C2 een laagdoorlaatfilter.

De uitgangspanning van IC1A wordt via R4 aan IC2a gevoerd, C3 zorgt ervoor dat IC2A geen audiofrequenties aangeboden krijgt.

IC2A is zo geschakeld dat hij de niet inverterende ingang op hetzelfde niveau wil krijgen als de inverterende ingang, aangezien de inverterende ingang via R6 aan gnd zit en dus 0 volt is zal de niet inverterende ingang ook 0 volt worden.

Het enige probleem is dat IC1A door R3 en R5 een bepaalde versterking krijgt waardoor het audiosignaal ook versterkt zal worden, dat kun je wel oplossen door een condensator over R3 te zetten maar dat kun je net zo goed een condensator gebruiken om DC tegen te houden, dat komt dan namelijk op hetzelfde neer.

[Boudewijn]

Ik heb geen idee wat de oplossing is, maar wat is er mis met capjes (je wil die niet zeg je in de TS)?

[base_]

imho: beter een hele goeie cap als 'gebalanceerde' opamps en regelingen, desnoods met een 'kortsluitings' DC beveiliging

[ReneK]

base_ schreef op vrijdag 07 maart 2008 @ 02:23:
imho: beter een hele goeie cap als 'gebalanceerde' opamps en regelingen, desnoods met een 'kortsluitings' DC beveiliging

Helemaal mee eens. Grote kans op instabiliteit (LF oscillaties) met dergelijke regelingen.
En wat zou er gebeuren als er iets mis gaat in de regeling? Dikke kans op een nog grotere
DC offset aan de uitgang van de eindversterker, met alle risico's van dien (zoals het doorbranden
van spreekspoelen, die kunnen echt niet veel hebben).
Een eindversterker zonder blocking cap aan de ingang is IMHO dan ook erg onveilig.

[voodooless]

ReneK schreef op vrijdag 07 maart 2008 @ 09:24:
Helemaal mee eens. Grote kans op instabiliteit (LF oscillaties) met dergelijke regelingen.

Kwestie van simuleren en worst-kaas testen.

En wat zou er gebeuren als er iets mis gaat in de regeling? Dikke kans op een nog grotere
DC offset aan de uitgang van de eindversterker, met alle risico's van dien (zoals het doorbranden
van spreekspoelen, die kunnen echt niet veel hebben).

Versterker heeft DC beveiliging Bovendien is de versterker zelf ook gebalanceerd, dus common mode mag daar sowiso geen probleem vormen. Dannog, ik zou het liever weg willen hebben.

Een eindversterker zonder blocking cap aan de ingang is IMHO dan ook erg onveilig.

Zie een regel hierboven

Blocking cap is gewoon geen optie: punt uit! Alleen al omdat ik geen plek op het PCB heb voor een voldoende gedimensioneerde cap (ik ga natuurlijk geen elko gebruiken! ).

Die gebalanceerde opamp werkt prima en er is niets mis mee, zie dus ook geen rede om die niet te gebruiken om common mode spanning weg te halen (zeker niet de common mode vanuit de DAC).

Ik zal straks ff een schema tekenen om het wat duidelijker te maken allemaal...

[ReneK]

voodooless schreef op vrijdag 07 maart 2008 @ 09:39:
[...]

Kwestie van simuleren en worst-kaas testen.

Dan moet je wel complete simulatiemodellen hebben van alle componenten, dus
ook je Behringer. Buiten dat kunnen instabiliteiten buitengewoon lastig zijn om te simuleren.
Ik vind het overigens opmerkelijk dat je wel de kennis hebt om
simulaties te doen maar niet om een DC servo te berekenen???

Blocking cap is gewoon geen optie: punt uit!

Kan je dat beargumenteren? Afgezien van een eventueel ruimtegebrek, zie ik geen
probleem als je een kwalitatief goede condensator gebruikt.

Alleen al omdat ik geen plek op het PCB heb voor een voldoende gedimensioneerde cap (ik ga natuurlijk geen elko gebruiken! ).

En je hebt wel ruimte voor een servo? Hoe groot moet die cap dan wel niet zijn? Wat is
de ingangsimpedantie van je eindversterker?

Die gebalanceerde opamp werkt prima en er is niets mis mee, zie dus ook geen rede om die niet te gebruiken om common mode spanning weg te halen (zeker niet de common mode vanuit de DAC).

Ik zal straks ff een schema tekenen om het wat duidelijker te maken allemaal...

Prima!

[voodooless]

ReneK schreef op vrijdag 07 maart 2008 @ 10:04:
Dan moet je wel complete simulatiemodellen hebben van alle componenten, dus
ook je Behringer.

Waarom Je moet alleen weten wat er uit die DAC komt, en dat islijkt me prima te simuleren.

Buiten dat kunnen instabiliteiten buitengewoon lastig zijn om te simuleren.
Ik vind het overigens opmerkelijk dat je wel de kennis hebt om
simulaties te doen maar niet om een DC servo te berekenen???

Ik heb nooit gezegd dat ik alles kan simuleren

Kan je dat beargumenteren? Afgezien van een eventueel ruimtegebrek, zie ik geen
probleem als je een kwalitatief goede condensator gebruikt.

Je spreekt jezelf tegen Een kwalitatief goede condensator is nu eenmaal groot. Een elko wil ik zeker niet. Die dingen vervormen namelijk behoorlijk in de LF band. Douglas Self heeft daar wat over geschreven in zijn Amplifier design boek, staan ook wat metingen bij. En geen cap is altijd nog beter natuurlijk

En je hebt wel ruimte voor een servo? Hoe groot moet die cap dan wel niet zijn? Wat is
de ingangsimpedantie van je eindversterker?

Capje zal al snel 1,5 cm diameter zijn en een cm of 3 lang denk ik. Dat is dan iets van 4,7 uF. Een servo met wat SMD componenten gaat misschien niet veel kleiner uitvallen, maar de plaatsing van de componenten is wel een stuk efficiënter te doen.

Maar ik wil dus geen capje, maakt niet uit hoe groot of klein die zijn

[ReneK]

voodooless schreef op vrijdag 07 maart 2008 @ 10:32:
[...]

Je spreekt jezelf tegen Een kwalitatief goede condensator is nu eenmaal groot.

Onzin. Kwalitatief betere condensatoren zijn i.d.d. in het algemeen groter dan de mindere soorten,
maar een goede condensator hoeft niet per definitie groot te zijn. Hangt maar net van de waarde
af.

Een elko wil ik zeker niet. Die dingen vervormen namelijk behoorlijk in de LF band. Douglas Self heeft daar wat over geschreven in zijn Amplifier design boek, staan ook wat metingen bij. En geen cap is altijd nog beter natuurlijk

En elco kan i.d.d. vervorming geven, en heeft daarnaast ook nog eens slechte HF eigenschappen.
Moet je ook nooit gebruiken voor audio. Maar een gewone condensator van goede kwaliteit lijkt
me geen enkel probleem.

Capje zal al snel 1,5 cm diameter zijn en een cm of 3 lang denk ik. Dat is dan iets van 4,7 uF.

Je bepaalt eerst de afmetingen en dan de waarde? Ik zou eerst de ingangsimpedantie van
je eindversterker bepalen, dan de waarde van de condensator berekenen, en dan kijken
hoe groot zo'n ding is als je een goede kwaliteit kiest. Dan kan je altijd nog bepalen
of je een ruimtegebrek hebt of niet.

Een servo met wat SMD componenten gaat misschien niet veel kleiner uitvallen, maar de plaatsing van de componenten is wel een stuk efficiënter te doen.

Maar ik wil dus geen capje, maakt niet uit hoe groot of klein die zijn

Van mij mag je. Post je schema maar hier, dan gaan we daar mee verder.

[voodooless]

ReneK schreef op vrijdag 07 maart 2008 @ 11:05:
En elco kan i.d.d. vervorming geven, en heeft daarnaast ook nog eens slechte HF eigenschappen.
Moet je ook nooit gebruiken voor audio.

Ja. Schroef maar een willekeurig consumentenproduct open... Begin maar alvast te huilen

Je bepaalt eerst de afmetingen en dan de waarde? Ik zou eerst de ingangsimpedantie van
je eindversterker bepalen, dan de waarde van de condensator berekenen, en dan kijken
hoe groot zo'n ding is als je een goede kwaliteit kiest. Dan kan je altijd nog bepalen
of je een ruimtegebrek hebt of niet.

De ingangsimpedantie van de versterker ga ik niet vastleggen. Aangezien ik niet 6 de zelfde versterkers ga gebruiken moet het redelijk generiek zijn.

Van mij mag je. Post je schema maar hier, dan gaan we daar mee verder.

Als ik nu eens bij de yahoo groups kon komen om met model van de opamp te downloaden zou ik al een heel eind zijn gekomen (yahoo is hier geblokkeerd )

Edit: heelaas nog geen toegang, dus dan maar ff zo:



Van DAC uitgang naar MFB filter, en dan door naar de volume control chip en vervolgens de output. Uit de opamp komt dus geen DC. Uit de volume control chip echter wel maximaal 5 mV bij volle uitsturing. Het idee is dus om deze weg te regelen door gebruik te maken van de Vcom input van de opamp.

[ Voor 16% gewijzigd door voodooless op 07-03-2008 17:31 ]

[voodooless]

Subtiel schopje

[bobo1on1]

Dit is een tikkeltje lastig op te lossen aangezien je de offset van twee uitgangen weg wilt regelen met een opamp.

Als je het klassieke schema pakt van een dc servo, dan sluit je de ingang aan op de - uitgang van de CS3318 en de uitgang sluit je aan op de Vcom van de OPA1632.

Nou weet ik niet of de CS3318 intern nog een opamp heeft, anders moet je de uitgang daarvan nog bufferen voordat je het naar de dc servo stuurt.

[voodooless]

De CS3318 is eigenlijk een 8 voudige opamp met variabele gain. Als ik dus de uitgang moet bufferen kan ik daar beter nog een differentiële opamp achter zetten en de servo weglaten. Resultaat is dan hetzelfde

Edit: verkeerd gelezen: buffer alleen nodig als de CS3318 geen opamp heeft Oke... Ik zal eens het een ander gaan simuleren.

Hoe zit het met de variabele gain en de DC servo? Werkt zo'n servo niet enkel bij een gain setting optimaal?

[ Voor 36% gewijzigd door voodooless op 08-03-2008 18:21 ]

[bobo1on1]

Daar heb je een punt, als de volumeregeling helemaal dicht staat dan werkt de dc servo niet meer, de uitgang gaat dan tegen een van de voedingslijnen zitten of nog erger hij gaat oscilleren.

Wat je wel kunt doen is de gnd aansluiting van de cs3318 aansluiten op de uitgang van de servo, nadeel is wel dat je dan een enkele regeling hebt voor alle kanalen.

Ik zou toch liever een dc servo in de eindversterker bouwen, dat is waar zo'n ding hoort, een servo wordt al gauw nutteloos als de gain kleiner is dan 1, aangezien een opamp zelf ook altijd een offset heeft van een paar mV.

[ Voor 12% gewijzigd door bobo1on1 op 08-03-2008 19:03 ]

[voodooless]

Eindamp heeft in feite al een servo omdat die sowieso common mode spanning wegfiltert .

[voodooless]

Klein schopje

Ik denk dat ik het toch anders ga doen. De uitgangsimpedantie van de CS3318 is namelijk 2K, en dat is eigenlijk veel te hoog. Moet dus een buffertje achter. Gewoon nog een gebalanceerde opamp erachter dan maar. Ben ik van de DC af en ik kan loads beter aansturen.