Kondensatory foliowe Wimy.... Ale to już było....

[STUDI_bis]

Fajna ta lista tych 220nF ale napięcie tylko 25V.
Co z tego, że są MLCC ale jak potrzebuję te 63V czy 100V i pojemność 3u3 to niestety pozostaje X7R, który niestety wprowadza THD. Zaś spolaryzowanie napięciem stałym np rzędu już około 50V to redukcja pojemności o około 90% - to z datasheetu OIDP Muraty.


Paczkomaty mają wadę bo z racji ograniczeń miejsca są skrytki do których nie dosięgnę mimo, że kurdpuplem nie jestem. Mam iść z drabiną bo InPost umieszcza te małe skrytki nawet na wysokości około 2m od ziemi (tak jest w dwóch najbliższych lokalizacjach paczkomatów)? Najlepsza opcja to punkt odbioru np w Żabce czy na stacji benzynowej (Żabka czynna do 23:00, stacja benzynowa całą dobę, 7 dnie w tygodniu wyjątkiem kilkunastominutowej przerwy około północy - "zmiana kasy"), niestety TME takiej możliwości nie daje (wielu sprzedawców to umożliwia). Kupując za granicą to niestety te alternatywne możliwości dostarczenie paczki są niedostępne. I znowu prztyczek do TME ilość punktów paczkomatowych jakie oferuje TME przy definiowaniu dostawy to jakaś kpina. Kpiną są punkty obioru paczek na jakie "pozwala" TME ale nie mam szans dojechać po pracy przed tym jak zamkną się te punkty. W soboty, niedziele - tak, nieczynne). Inne sklepy internetowe jakoś mogą. Nie zawsze kierowca/kurier jest życzliwy i daje inną odbioru paczki tego samego dnia późnym popołudniem. Proponowanie zostawiania u sąsiada, nie skorzystam, nie znam ludzi którzy się wprowadzają na krótkoterminowy najem (albo znaczny udział mieszkań w tzw bookingu) to jedno a dwa to sytuacja jaką miałem i to nie jednorazowo gdy kurier zostawił u sąsiada ale pod innym adresem, jakim? no po godzinach jego pracy to głuchy telefon a następnego dnia no nie pamiętał gdzie zostawił. To, że można potem próbować dochodzić jakiejś rekompensaty, zwrotu kasy (co tez jest niestety wrednym procesem) to niestety ale nie zmienia sytuacji że potrzebnych elementów na określony termin nie będzie. I jeszcze to, że elementu nie ma w magazynie u sprzedawcy. Mam czekać nawet pół roku albo zamówienie rozbić na 10 i więcej wysyłek....



Szybkość narastania napięcia w audio - owszem klasa D i filtr wyjściowy. Np TPA3245/3251 i zalecenie producenta. Kondensator filtru LC (obwodu Zobla również bowiem kolumna ma zwrotnicę....) wymaga się napięcia pracy 100V i parametru dV/dt przynajmniej 100V/us. Jak jeszcze dodamy pętlę PFF i dołożymy fakt, że obciążenie to nie rezystancja i nawet nie szeregowe złożenie indukcyjności i rezystancji to niestety aby nie mieć silnego dzwonie pomimo dobrze dobranego PFF trzeba dodawać obwód Zobla (dla obciążenia rezystancyjnego zbędny). Na dodatek spotkałem się z dziwacznymi zwrotnicami w kolumnach gdzie nawet klasyczny stopień mocy w klasie B, AB potrafi "zwariować". No i jeszcze przypadek przesteru i braku obciążenia. Tak wiem, można dodać rezystor do wyjścia. Jednak taki 2k2 czy 1k5 to ratuje nieco sytuację ale nie na tyle by nie było silnego dzwonienia. W zasadzie to musiałby być rzędu 100-220 omów ale wtedy to grzejemy nim otoczenie (OK niskonapięciowe warystory ktoś tam proponował ale te elementy mają więcej wad niż zalet by próbować je stosować jako eliminator przepięć dzwonienia filtru przy braku obciążenia). To ostanie można osłabić za cenę cięcia pasma od góry. Obwód Zobla to dodana pojemność do filtru wyjściowego i niestety psucie dobroci filtru. Łącząc to z PFF i zw0ortnicą w kolumnie można mieć już nawet "dołek" w okolicy 12 - 14kHz.

To w kwestii tego audio. Ale nie tylko do audio kupuje się komponenty elektroniczne.

I jeszcze jedno często klient postawi warunek, że takie a nie inne komponenty mają być. Z tym się nie da "dyskutować", klient płaci to klient wymaga.

[trouvere]

Jak jeszcze dodamy pętlę PFF

aby nie mieć silnego dzwonie pomimo dobrze dobranego PFF trzeba dodawać obwód Zobla (dla obciążenia rezystancyjnego zbędny)

Cóż to jest ta enigmatyczna "pętla PFF" ?

[STUDI_bis]

Dodatkowa pętla globalnego USZ obejmująca też wyjściowe filtry rekonstrukcyjne - post filter feedback. Rdzenie cewek tych wprowadzają zniekształcenia THD, często dominujące w całości zniekształceń wzmacniacza. Dodatkowo ta pętla pozwala jeszcze redukować "overshoot" generowany przez te filtry zważywszy, że realne obciążenie wzmacniacza nie jest rezystancją. Taka pętla USZ jest "upierdliwa" na etapie projektownia bowiem sam wzmacniacz w tej pętli ma ograniczone pasmo przenoszenia - na pewno można a raczej należy zastosować regułę Nyquista ale w strukturze wzmacniacza mamy zaszyty filtr dolnoprzepustowy i bynajmniej nie jest filtr pierwszego rzędu - zaś sam ten filtr na wyjściu drugiego rzędu dodatkowo komplikuje całość w kwestii ch-ki amplitudy oraz fazy w funkcji częstotliwości.
Oprócz zmniejszenie poziomu THD pętla PFF redukuje poziom szumów czyli zyskujemy na poprawie SNR wzmacniacza a to oznacza poprawę zakresu dynamiki.

-> https://www.ti.com/lit/an/slaa788a/slaa ... e.com%252F

[STUDI_bis]

Gwoli uzupełnienia. Kolumna głośnikowa, trójdrożna i pomiary jej wypadkowej impedancji jako dwójnika RL:

100 Hz: 510μH, 7.84Ω
400 Hz: 211μH, 7.91Ω
1 kHz: 75.3μH, 8.36Ω
4 kHz: 123μH, 8.28Ω
10 kHz: 106.2μH, 9.66Ω
40 kHz: 71.4μH, 16.0Ω
100 kHz: 52.7μH, 25.9Ω

I obliczenia ch-ki amplitudowo częstotliwościowej pętli PFF o głębokości około 14dB dla układu TPA3126 (jest model tego ukłądu, szyfrowane ale jest oferujący analizę "małosygnałową" oraz ograniczoną analizę transient) z ustalonym wmocnieniem 26dB z filtrami LC 10μH/220nF oraz dwójnikami Zobla 220nF/3.3Ω:

1737018734680.png

Oraz dzwonienie (przypadek obciążenia 1MΩ to realnie jest 2.2kΩ - tyle ile ma rezystor dołączony na stałe do wyjścia wzmacniacza):

1737024856520.png

[trouvere]

Sygnał pętli sprzężenia zwrotnego za filtrem dolnoprzepustowym ??? To już z natury rzeczy wskazuje na silne obcięcie pasma częstotliwości w którym pętla sprzężenia zwrotnego ma w ogóle szansę skutecznego działania. Zobacz/przeanalizuj dokumentacje układów stabilizatorów/przetwornic impulsowych SMPS (switching mode power supply), a zwłaszcza czas odpowiedzi na skoki obciążenia - generalnie można je podsumować stwierdzeniem, że ich pasmo częstotliwości jest rzędu pojedynczych kHz i to w przypadku częstotliwości pracy kilkuset kHz.
Wzmacniacze pracujące w klasie D są wprost rozwinięciem techniki stosowanej w przetwornicach impulsowych.
Pętla sprzężenia nie ma żadnych szans na zmniejszenie szumów nie tylko w klasie D ale każdej innej również.

[trouvere]

Oraz dzwonienie (przypadek obciążenia 1MΩ to realnie jest 2.2kΩ - tyle ile ma rezystor dołączony na stałe do wyjścia wzmacniacza):

To jak je nazywasz dzwonienie jest immanentną cechą odpowiedzi obwodu LC na pobudzenie sygnałem impulsowym a takie właśnie pobudzenia masz ZAWSZE na wyjściu wzmacniacza pracującego w klasie D.
Możesz je zmniejszyć tylko przez silne tłumienie obwodu, zmniejszając jego dobroć, ale odbywać się to będzie kosztem pogorszenia tłumienia poza pasmem, w kierunku wysokich częstotliwości poza pasmem akustycznym.

[STUDI_bis]

Sygnał pętli sprzężenia zwrotnego za filtrem dolnoprzepustowym ??? To już z natury rzeczy wskazuje na silne obcięcie pasma częstotliwości w którym pętla sprzężenia zwrotnego ma w ogóle szansę skutecznego działania.

Błąd w rozumowaniu. Niestety ale mamy coś wręcz odwrotnego - podbicie już w górze pasma akustycznego i dalej coraz wyższe aż do częstotliwości rezonansowej filtru (zazwyczaj 10-krotnie niższa od częstotliwości taktowania kluczy prądowych). Generalnie w zastosowaniu PFF chodzi o "odjęcie" tego co "psują" cewki a raczej ich rdzenie. Zmartwię Ciebie ale to jednak działa. Ważne by w paśmie akustycznym znacząco obniżyć poziom THD, bowiem szybko one rosną wraz częstotliwością już tak od około 600Hz - 2kHz. Pierwsza przyczyna to częstotliwość kluczowania, im wyższa tym mniejszy ten wzrost (TI nawet to udowodnił ale przy okazji innego układu TPA6304, który oferuje kluczowanie do 2.1MHz), Druga to efekt wad rdzeni cewek gdzie widać nie tylko wzrost THD przy średnich mocach ale też i wzrost w górnej części pasma akustycznego. Jak już te THD to zwrócę uwagę, że metody pomiarów za pomocą bardzo mocno tnącego filtru 24kHz niestety ale "poprawiają" te wykresy zależności THD od częstotliwości (dlatego w takim przypadki lepszym jest wykonanie pomiaru z użyciem dwóch sygnałów 19kHz i 20kHz o jednakowych amplitudach i analizowanie harmonicznych różnicy częstotliwości). Ale część kart od TI pokazuje podobne wykresy z użyciem analogowego filtru 80kHz. Poprawnym podejściem jest ekstrapolowanie przebiegu (przypominającego kształtem nieco parabolę) jaki mamy dla częstotliwości do 4kHz (ostro selektywny filtr 24kHz wytnie całkowicie THD dla częstotliwości tuż za 10kHz, trzecią harmoniczną - dominującą - już powyżej 7kHz itd).

Zobacz/przeanalizuj dokumentacje układów stabilizatorów/przetwornic impulsowych SMPS (switching mode power supply), a zwłaszcza czas odpowiedzi na skoki obciążenia - generalnie można je podsumować stwierdzeniem, że ich pasmo częstotliwości jest rzędu pojedynczych kHz i to w przypadku częstotliwości pracy kilkuset kHz.

Błędne wnioski przy źle postawionych założeniach. Tam (w przetwornicach) jest inny problem bowiem takt przełączania a dokładniej minimalny czas trwania impulsu w powiązaniu z pojemnością na wyjściu i jego ESR, pobieranego natężenia prądu jest limitem jak małą porcję energii można przekazać do wyjścia. Dodatkowo dokłada się do tego problemu stosowana od pewnego momentu kontrola prądu w cewce nazywana current mode. Najgorszym przypadkiem jest duża pojemność by uzyskać niskie tętnienia, niskie ESR, małe natężenie pobieranego prądu oraz najniższe napięcie na wejściu przetwornicy. Zmartwię Ciebie bowiem pasma są znacznie szersze tej pętli regulacji napięcia wyjściowego. Ja miałem przypadek gwizdania na około 5kHz, trzeba było nieznacznie dociążyć przetwornicę boost i problem zniknął.

Wzmacniacze pracujące w klasie D są wprost rozwinięciem techniki stosowanej w przetwornicach impulsowych.
Pętla sprzężenia nie ma żadnych szans na zmniejszenie szumów nie tylko w klasie D ale każdej innej również.

Znowu uległeś kalce i popełniłeś błąd be\krytycznego rozszerzania. Kto jest bliższy prawdzie Ty czy inżynierowie np z Texas Instruments czy nawet ten pewien konstruktor pracujący najpierw dla Philipsa, potem dla firmy Hypex a obecnie Purifi, niejaki Bruno Putzeys. Nawet nie zajrzałeś do załącznika opublikowanego na stronie TI. Co do drugiego to podsunę lekturę:
https://patents.google.com/patent/US8049557B2/en
To co kiedyś zaproponował Putzeys jest z sukcesem kontynuowane ma też tę pętlę PFF.


A teraz kila słów uzupełnienia. Punktem wyjścia były układy TPA3244 i TPA3250 które mają pracować bez klasycznego radiatora (power pad down a radiatorem są polygony masy na PCB) oraz TPA3245, TPA3251 i TPA3255 przewidziane do pracy z klasycznym radiatorem (power pad up). Wszystkie oferują kluczowanie 450 - 600 kHz ale dla wykonań z power pad down domyślnie jest 450 kHz zaś dla pozostałych 600 kHz. Bez tej pętli wszystkie te układy mają świetne osiągi w kwestii THD ale jak się dogrzebiemy do dokumentacji płytek rozwojowych to widać że od samego początku rozważano w niej, implementację pętli PFF. Jednak dalszy dokument oraz oznaczenie tych elementów jako not populated oznacza że firma pierwotnie źle zoptymalizowała wartości elementów w tej pętli zaś efekt ich dalszych prac to kolejna ich publikacja. Tu jeszcze dodam, że ograniczeniem dla tej pętli jest ustalone na sztywno wzmocnienie tych układów od 18dB, poprzez 21dB do około 24dB (dla TPA3255 oferującego łączną mocy wyjściową 600W). Wiążąc to z napięciem zasilania stopni wstępnych w tym układzie wymusza dość płytką tę pętlę PFF.

Nieco inaczej jest w mniejszej serii jak TPA3118, TPA3116. Ten ostatni przeszedł lifting - TPA3126 oraz TPA3156 (wyższa moc dla przypadku 4 omów - łącznie 70W a nie 50W). Zmieniono schemat modulacji. W tej serii mamy możliwość kluczowania do 1.2MHz co jest pożądany jak chcemy obniżyć THD dla górnej części pasma akustycznego ale tez mamy możliwość wyboru wzmocnienia układu począwszy od 20dB a kończąc na 36dB. To pozwala na zastosowanie głębszej pętli PFF czyli na większą redukcję THD, szumów. Dla tej większej rodziny układów pętla PFF ma głębokość ~6dB (dwukrotna redukcja THD, szumów) ja analizowałem dla TPA3126 pętlę o głębokości ~14dB (pięciokrotna redukcja THD, szumów).
Ułatwieniem jest to że TI udostępnił model (szyfrowany niestety więc do LTspice nie da się go zaimportować, to TINA owszem tak) oferują y zarówno analizę małosygnałową (amplitudowo-fazowa w funkcji częstotliwości) oraz analizę transient w graniczonym zakresie ale a nadto wystarczającym dla obliczeń pętli PFF wraz z rozpatrywaniem realnych obciążeń a nie rezystancyjnych (rezystor "nie gra" niestety). Zmiana częstotliwości kluczowania (3 bitowy port wyboru) zmienia wyniki analiz częstotliwościowych zaś wybór schematu modulacji zmienia wyniki THD. Ten przykładowy wykres z mojej symulacji (wcześniejszy mój post) uwzględnia więc wbudowane w układ scalony filtry dolnoprzepustowe oraz wpływ samej modulacji na pasmo przenoszenia.

Jeszcze wrócę to tych TPA3244/3245/3250/3251/3255. Ta seria jest rozwinięcie nieco wcześniejszej TPA3220 i TPA3221 (w tej był ciekawy TPA3223 oferujący wybór wzmocnienia oraz interfejs sterowania jak w TPA3116). Rozwinięcie obejmowało kontrolę tzw dead-time kluczy prądowych a co pozwoliło istotnie obniżyć THD jak i też szumy. Ta rodzina niejako "przejściowych" układów dużej mocy oferowała poziom THD nieznacznie lepszy od TPA3116. Tak powstały TPA3244/3245/3250/3251. Układ TPA3255 to TPA3251 z większą mocą wyjściowa (np kwestie technologii - niższe rezystancje kanału MOSFET'ów kluczy prądowych).

Kilka osób próbowało implementować PFF w TPA3118. Dość płytką głójie czyli kalka opracowania TI dla tej mocniejszej serii układów. Jeden z publikujących poszedł nieco dalej. Jedne wnioski totakie że TPA3118/3116 z PFF ma osbiagi podobne fo TPA3251 bez PFF. Niestety autorzy z uporem mianiaka trzymali się tego kluczowania 400kHz bo przecież "autorytety" mówią że to aż nadto bo to żadnego wpływu nie ma a pogarsza jedynie (sprawność energetyczną, OK ale ona moze nie być żadnym z celów a tym bardziej piorytetów projektowych). Karta katalogowa wpsomnianego TPA6304 pokazuje że jednak warto podwyższać częstotliwość kluczowania.

TPA6304 kluczowanie 384kHz:

1736786556320.png

TPA6304 kluczowanie 2.1MHz:

1736786503635.png

Na koniec to dzwonienie. Tak, jest to nieuniknione w filtrach z indukcyjnością. Stąd te wymogi co do wytrzymałości napięciowej jak wytrzymałości na szybkość narastania napięcia kondensatorów w filtrach oraz w opcjonalnych dwójnikach Zobla (które niestety dla przypadku nominalnego obciążenia rezystancyjnego jak i pojedynczego głośnika "psują" jakość tego filtru w paśmie akustycznym - niepożądane obniżenie częstotliwości granicznej, redukcja dobroci itd). Jeszcze wspomnę o pomyśle widzianym w internecie użycia PFF tylko dla eliminacji dzwonienia filtru wyjściowego. Pętla taka nie ma wpływu dla środkowej części pasma akustycznego. Jednak by uzyskać istotny poziom redukcji szpilek przepięciowych to niestety ale tniemy pasmo akustyczne góry nawet poniżej 16kHz. Co dla mnie jest nieakceptowalne (moim punktem wyjścia jest zawsze 10Hz - 20kHz ze spadkiem 0.5dB). Pętla PFF redukująca THD zawsze podbija górny skraj pasma akustycznego oraz tuż za nim więc przed stopniem mocy trzeba dać filtr dolnoprzepustowy korygujący wypadkową charakterystykę częstotliwościową.

Co jeszcze? Przed filtrami LC dodaję snubbery 10R + n33 (C0G), redukują one między innymi emisję EMI.

Aaa jeszcze ten wzrost THD ze wzrostem częstotliwości. No mamy to też w klasie A, AB, B (wzrost THD o rząd wielkości dla skoku 1kHz -> 10kHz jest wręcz normą). W klasie D z wysokiej jakości cewkami, pętlą PFF a na pewno (szczególnie) w tym co kiedyś Putzeys zaproponował można mieć mniejszy ten wzrost niż w klasycznym stopniu mocy audio (pomijając maksymalnie "wyśrubowane" konstrukcje).

[STUDI_bis]

Wykonany układ testowy dla pomiarów też nie wykazuje by ta pętla PFF zawężała pasmo przenoszenia. "Ukłąd TPA3126, przed nim konwersja sygnału asymetrycznego na zbalansowany symetryczny oparty na układzie OPA862 (technologia Si-Ge), stopień wejściowy na triodach - nuwistorach 6S51N-V (napicie ich zasilania to 54V). Dla wysterowania -3dB wartość SNR wyszła rzędu 95dB zaś z zastosowania filtru ważonego A 105dB. Pasmo przenoszenia oraz rozkład harmonicznych THD (dla wysterowania -3dB). Można porównać z kartą katalogową TPA3126 (z zastrzeżeniem uwzględnienia tego wstępnego stopnia lampowego). Jednak ta pętla PFF ma jednak sens.

PFF_FR-expochirp_-3dB.png

PFF_THD_1k00_-3dB.png

Ze swojej strony strony kończę OT.

[STUDI_bis]

Sądzę że jednak jest to również w pewnym stopniu ograniczenie produkcji, gdyż w dawnych latach tego typu kondensatory foliowe (polipropylenowe, poliwęglanowe i poliestrowe) były stosowane w domowym sprzęcie elektronicznym powszechnie, a obecnie stosuje się w ich miejscu przeważnie kondensatory ceramiczne SMD (dużo tańsze w produkcji), a w bardziej krytycznych miejscach ceramiczne typu C0G lub NP0 (o tolerancji 1%, 2%, 5%; potrafią być dokładniejsze i tańsze od foliowych, a poza tym są produkowane również o większej wartości pojemności /do 1 μF lub jeszcze większej, choć wówczas potrafią już być bardzo drogie/) lub foliowe SMD, które trzeba ostrożnie lutować, gdyż można je przegrzać /stopić/)...

Poproszę więc MLCC 1u0 na 50V i 63V, praz 3u3 na 50V. Tolerancja 5%. Dielektryk X7R odpada nadaje się z jedynie do odsprzęgania układów mikroprocesorowym z zastrzeżeniem uwzględnienia znacznego spadku pojemności wywołanego przyłożonym napięciem. Czyli pozostają C0G i w ostateczności U2J. Czekam na tę listę. Może być tylko jedna pozycja i co ważne bez czekania kilkanaście czy kilkadziesiąt tygodni albo kupowania minimum po kilka tysięcy sztuk.

Trzeba przyznać, że mają bogaty asortyment, w tym również kondensatory wymienione przez Studiego (raster 5 mm, tolerancja do 5%, prawie 3600 szt. na magazynie i z możliwością natychmiastowej wysyłki...).

3.3uF 50V 5% MKS2 (raster 5.0 mm, footprint 7.2 * 5.5 mm). Każda ilość jak widzę dostępna o ile jest to 0 sztuk . Do dla przykładu 15.09.2025 to status może się zmienić na, cytuję: "Aktywnie współpracujemy z dostawcą nad uzyskaniem informacji dotyczących dostawy i zaktualizujemy naszą witrynę internetową, gdy tylko będzie to możliwe", bo to sugeruje że następnym statusem może być wycofany z oferty.

2025-05-26_213022.png

Kemet odpada bowiem to większy footprint: 7.2 * 7.2 mm a nie 7.2 * 5.5 mm, Epcos też bo jeszcze większy footprint 7.8 * 7.8 mm. Generalnie kiepsko jest dużymi pojemnościami gdzie brak jest tych jak sugerujesz MLCC ale nie z dielektrykiem klasy 2. Mniejsze pojemności MKS2 bez kłopotu jeszcze są dostępnę ale większe pojemności to widać stany zerowe.
Kłopoty z dostępnością występowały na długo zanim rozgorzała kampania wyborcza w USA.

A teraz MKP2m 220nF, 100V i 100V/us. Raster 5mm, footprint 7.2 * 7,2 mm. No też super bogata oferta zamienników. Tylko ten status "Nie do nowych projektów". Znajdź mi MLCC o tej pojemności, footpint może być i 1812 niekoniecznie 1206 czy 1210. Dielektryk to C0G lub w ostateczności U2J. Oczywiście dostępny od ręki a nie za ileś miesięcy. X7R odpada z oczywistych względów.

2025-05-26_214435.png

Rzeczywiście bez problemu dostępne w Digikey .