Auf dem Weg weg von Eagle, hin zu KiCAD, blieb bisher die Frage offen, ob die „alten“ Eagle3D-Skripte weiter genutzt werden können.
Ja, sie können – es fehlt noch ein Python-Skript für den automatischen Export aus KiCAD. Mit etwas Handarbeit ist derzeit bereits folgendes möglich (TPA3132D2 DP5050 Board):
In Zusammenarbeit mit stromrichter.org (D-Amp v.2) entsteht derzeit ein kleines DSP-Board auf Basis des ADAU1701 (ADAU1401A).
Verwendung finden des Weiteren:
Das grundlegende Konzept sei nachfolgend gezeigt.
Wer ein Entwickler-Kit für die SigmaDSP-Reihe von Analog Devices sein Eigen nennt, kann sich glücklich schätzen – hier funktioniert die Programmierung, beispielsweise mit dem „USBi„, problemlos und unkompliziert. Hat man dieses nicht und möchte einen SigmaDSP (wie den ADAU1701) im „Standalone“ aka „Selfboot-Mode“ betreiben, steht vor der Aufgabe, seinen in „Sigma Studio“ erzeugten Code in den Boot-EEPROM des DSPs zu übertragen.Bei Vorhandensein echter Parallel- und/oder Seriellports kann eine Programmierung mittels Minimaladapter und Ponyprog2000 erfolgen, via USB bereitgestellte virtuelle Ports funktionieren in der Regel nicht oder nur sehr (seeehr) langsam.
Abhilfe schafft hier ein Programmieradapter auf Basis des CH341A, welchen es als reinen „EEPROM-Brenner“ in Stickform oder als „Multiprotoll-Adapter“ zu Preisen von derzeit (26.01.2015) 4-12€ direkt aus China oder über die Auktionsplattformen zu erwerben gilt.
Letztgenannter „Multiprotokoll-Adapter“ ist folgender:
Die eigentliche Programmierung erfolgt mit dem Tool „CH341A V1.18“, welches entweder zum Lieferumfang des Programmers gehört oder im Netz verfügbar ist. Linux-Nutzer verwenden „CH341Prog„. Die Konvertierung der SigmaStudio EEPROM Dateien in ein gebräuchlicheres Format (Intel HEX) kann entweder händisch mit HXD (Referenz: Analog Devices Engineer Zone) oder dem eigenen Tool „Sigma Studio Hex File Converter“ erfolgen.
Wem die Einschaltverzögerung von 10ms (TPA3132D2) nicht ausreicht (z.B. bei Verwendung größerer Zeitkonstanten/Koppel-Kondensatoren) und auch etwas gegen den „Ausschalt-Plop“ tun möchte, kann sich mit 2 Komparatoren und einigen passiven Bauelementen weiterhelfen.
Die Schaltung funktioniert im Bereich 10-26V, verzögert MUTE beim Einschalten und sorgt für eine Schnellabschaltung via SDZ bei fehlender Betriebsspannung.
Die Verzögerungszeit (MUTE high) wird mit C29 gesetzt, 1uF ~200ms. Die Betriebszustände zeigen die folgenden Diagramme:
Vergleichsmessungen zwischen dem TPA3132D2 (2 verschiedene Boards) und MAX9709.
Gemessen wurde die Störabstrahlung in verschiedenen Frequenzbereichen mit unterschiedlichen Betriebsparametern.
MAX9709 V.3 (links), TPA3132D2 Rev.0D (rechts)
Ist für den TPA3132D2 keine Farbkennzeichnung angegeben, handelt es sich um die Variante „Rot“ (immer filterlos)
20-200Mhz Referenz
20-200Mhz MAX9709 ohne Last
20-200Mhz TPA3132D2 ohne Last
20-200Mhz MAX9709
20-200Mhz TPA3132D2
85-110Mhz Referenz
85-110Mhz MAX9709
85-110Mhz TPA3132D2
85-86Mhz Referenz
85-86Mhz MAX9709
85-86Mhz TPA3132D2
20-1000Mhz Referenz
20-1000Mhz TPA3132D2 (Blau) (filterlos)
20-1000Mhz TPA3132D2 (Rot)
20-200Mhz TPA3132D2 (Rot) ohne Last
20-200Mhz TPA3132D2 (Blau) ohne Last
20-200Mhz TPA3132D2 (Rot)
20-200Mhz TPA3132D2 (Blau) (filterlos)
20-200Mhz TPA3132D2 (Blau) (Ferrite-Bead Filter)
20-110Mhz TPA3132D2 vs. MAX9709 (Hanning filtered)
20-110Mhz TPA3132D2 vs. MAX9709 (max. Amplitude)
20-200Mhz TPA3132D2 Ferrit bedrahtet (Hanning)
20-200Mhz TPA3132D2 SMD Ferrit (Hanning)
85-110Mhz TPA3132D2 filterlos #2
85-110Mhz TPA3132D2 Ferrit bedrahtet
85-110Mhz TPA3132D2 filterlos #1
85-110Mhz TPA3132D2 SMD Ferrit
Ein einfacher (vollanaloger) Frequenzgenerator lässt sich mit Hilfe eines 4-fach Operationsverstärkers (LMH6644), 6 Transistoren und wenigen passiven Bauteilen fertigen. Die symmetrische Spannungsversorgung (+/-5-12V) erfolgt entweder mit Hilfe eines Transformators oder einer Ladungspumpe. (Die Schaltung kann als diskreter Ersatz für MAX038, ICL8038, XR2206, IA338D dienen.)
Signalgenerator Grundschaltung
Grundlage bildet eine Dreieck-/Rechteck-Generator-Kombination (IC3A + IC3C). Der Frequenzbereich ergibt sich aus den in der Gegenkopplung geschalteten Kapazitätswerten (C14-C19), die genaue Frequenzeinstellung erfolgt über eine anteilige Rückkopplung des Rechtecktsignals auf den Dreiecksgenerator.
Das Sinussignal erzeugt ein „Sinussynthetisator“. Bei f=1kHz wird ein Klirrfaktor von ca. k=0.5% erreicht. Grundelement der verwandten Sinusformerschaltung bildet der Differenzverstärker aus Q3 und Q4, deren Emitterströme die stromgesteuerte Stromquelle (Q5, Q6) bereitstellt. Da Differenzverstärker ohne Stromgegenkopplung nur im Bereich kleiner Eingangsspannungen lineares Verhalten zwischen Eingangsspannungsdifferenz und Ausgangsstromdifferenz aufweisen wird dieser schwach stromgegengekoppelt (R13). Sein Wert hängt vom Kollektorstrom des Transistors Q6 ab.
Es gilt:
Bei dieser Dimensionierung muss der Spitzenwert der über R21 abfallenden symmetrischen Dreieckspannung die nachfolgende Bedingung erfüllen:
Dazu verändert man R18 solange, bis der Klirrfaktor der abgegebenen Sinusspannung ein Minimum erreicht.
Die Transistoren Q3/Q4 arbeiten kollektorseitig auf den Stromspiegel Q1/Q2, dessen Kollektorstromdifferenz der Kollektorstromsumme von Q1/Q3 entspricht, welche in den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC3D fließt und am Ausgang eine sinusförmige Spannung bereitstellt, deren Amplitude proportional dem Produkt aus Betrag der Stromsumme und der Summe der Widerstände R19/R20 ist.
Quellen:
Mikroelektronik in der Amateurpraxis 2 (1.Auflg. 1984); Militärverlag der DDR
Kühne/, C. : Einfaches Sinusfunktionsnetzwerk, radio fernsehen elektronik 31 (1982) Heft 10, Seite 662-663
Kühne/, C. : Begrenzer für Sinussynthetisatoren, radio fernsehen elektronik 28 (1979) Heft 7, Seite 431-433
Simulation Sinussynthese 10kHz
Simulation Sinussynthese 1Hz
Ein einfaches Linearnetzteil zeigt nachfolgender Schaltplan.
Signalgenerator Linearnetzteil
Kombiniert man beides, ergibt sich der Schaltplan zu:
Signalgenerator Schaltplan V1
PCB-Variante 1
Signalgenerator PCB V1
PCB-Variante 2 in 50x50mm.
Signalgenerator PCB V2
Hat man keine symmetrische Spannungsversorgung, kann die negative Betriebsspannung beispielsweise mit einer Ladungspumpe erzeugt werden – hier gibt es mehrere Möglichkeiten.
Nachfolgend einige Überlegungen mit NE555 und LM337 als Shunt-Regler.
10kHz Bipolar NE555
10kHz Bipolar NE555 Regulation
10kHz CMOS 555 Push-Pull
Alternativ zum Timer 555 kann ein LM386 in selbstschwingender Beschaltung verwandt werden, wie folgende Überlegung zeigt.
LM386 Inverter
Die eingangsseitigen Stromspitzen bei Lastströmen >=100mA lassen sich durch eine Schaltungsmodifikation minimieren, wie nachfolgender Vergleich zeigt. (R1/C1 entfallen, R1 deshalb, da der LM386 bereits interne Basiswiderstände besitzt)
LM386 Inverter – Vergleich Schaltungsvariante 1
LM386 Inverter – Vergleich Schaltungsvariante 2
Durch den eingangseitigen Einsatz einer Drossel + Kondensator lässt sich der Wirkungsgrad bei leichten Lasten geringfügig verbessern (wahrscheinlich nicht praxisrelevant) – zu Lasten eines größeren Spannungseinbruch bei höheren Lasten.
Parameter Wuerth Drossel L1
LM386 Inverter – Vergleich Schaltungsvariante 3
Abschliessend können, wie nachfolgende Gegenüberstellung zeigt, bei Bedarf die Stromtransienten am Ausgang des Inverters mit einer Serieninduktivität bedämpft werden. (Wahrscheinlich nicht praxisrelevant)
LM386 Inverter – Vergleich Schaltungsvariante 4
LM386 Inverter – Vergleich Schaltungsvariante 5
Somit ergibt sich kombinierter Schaltplan zu:
Signalgenerator Schaltplan V2
Signalgenerator PCB V3
Weiterführende Diskussionen auf stromrichter.org.
Bei zu niedrigem Spannungslevel auf der +5V und +12V Schiene kommt es zu Systeminstabilitäten und Startproblemen. In erster Linie äußert sich dies in sporadischen Aussetzern der Festplatte und des DVD-Laufwerks. Da beide Spannungen gemeinsam überwacht werden, ist der Spannungseinbruch prozentual identisch. (Im hier vorliegenden Fall -17%) Schuld ist das 1k-Potentiometer auf der Sekundärspannungsseite, welches durch Korrosion und Alterung seinen Dienst versagt. Nach Austausch (1-2k, genauer Wert nicht kritisch) desselben und einem Neuabgleich sollte der Trimmer mit Lack fixiert werden. Gesagtes gilt für ein Netzteil der Firma „DELTA“ für die Versionen 1.2-1.6.
In Analogie zur TAS-Familie (TAS5630B, TAS5613A, TAS5611A) hat Texas Instruments einen neuen Chip-Verstärker verfügbar, den TPA3251D2 (HTSSOP44).
Genannt werden:
Update (05.08.2015): Rev 0.A Platinen sind bei Elecrow bestellt
Vielen Dank an „Fischer Elektronik“ und „Texas Instruments“ für die Unterstützung.
100 x 100mm² sind wohl möglich, der Kühlung ist besondere Ausmerksamkeit zu schenken.
TPA3251D2 Mockup
TPA3251D2 KiCAD
Die volldifferentiellen Eingänge benötigen einen externen Treiber, der TPA3251D2 selbst hat eine interne Verstärkung von 20dB.
Differential PNP Inputstage 30V
Differential PNP Inputstage 12V
Differential Opamp Inputstage 12V
Differential Opamp Inputstage 12V AC
Differential Opamp Inputstage 12V FFT
TPA3251D2 Mockup Blue #1
TPA3251D2 Mockup Blue #2
TPA3251D2 Mockup Blue #3
TPA3251D2 Mockup Blue (vs TPA3132D2) #1
TPA3251D2 Mockup Blue (vs TPA3132D2) #2
TPA3251D2 Rev 0.A Front
TPA3251D2 Rev 0.A Back
Wird fortgesetzt, Meinungs- und Erfahrungsaustausch auf stromrichter.org und diyaudio.com.
Durch Timingprobleme bei Verwendung eines IDE/SATA Adapters kann es passieren, dass die XBOX einen Systemstart mit dem Fehlercode 09 quitiert. Abhilfe kann hier eine Verbindung zwischen Pin1 der IDE-Schnittstelle auf dem IDE/SATA Adapter (/RESET) und R3G3 auf dem Mainboard (3.3V am Power-Button) über einen 1k (1k-3k3) Widerstand schaffen. (Dies gilt für 1.4/1.5 Mainboard Versionen) Bedingt durch den Umstand, dass sich der IDE/SATA Adapter auch mit nicht bereitem/angeschlossenem Gerät am Bus anmeldet, sendet die Xbox einen Request, welcher unbeantwortet bleibt und mit Fehlercode „09“ quittiert wird. Startet man nun mit gedrücktem Power-Button, wird für die Zeit in der der Knopf betätigt ist, der IDE-Bus im Reset-Zustand gehalten, eine Anfrage seitens der Xbox ist somit nicht möglich. (Zeiten von 300-600ms sind ausreichend)
In Farbe und bunt.
(Rechtsklick -> In neuem Tab öffnen um das Originalbild zu sehen)
Bei Verwendung eines per USB verbundenen Agfa Snapscan e52 (auch e10, e20, e25, e26, e40, e42, e50, 1212u, 1236u) mit der Software Scanwise 2.0.0.x (hier 2.0.0.9) unter neueren Betriebssystemen (Windows XP, Vista, 7) kommt es mitunter zu Kommunikationsproblemen zwischen dem Scanner und dem Rechner.
Abhilfe schaffen kann die Änderung der Timing- und Buffer-Parameter in der Datei „cnfgvars.txt“, zu finden im Scanwise-Installationsordner (hier „C:\Program Files\Agfa\ScanWise 2_00“):
Original
/SNAPSCAN_GROUP << /CAPABILITYFILE (satsnap.ps) /VENDORS [ (AGFA) ] /PREFERRED_BUFFER_SIZE 524288 /RINGBUFFER_SIZE 128 /MEASURE_SPEED 0 /ESTIMATE_SPEED 1
Geändert
/SNAPSCAN_GROUP << /CAPABILITYFILE (satsnap.ps) /VENDORS [ (AGFA) ] /PREFERRED_BUFFER_SIZE 524288 /RINGBUFFER_SIZE 1024 /MEASURE_SPEED 1 /ESTIMATE_SPEED 0
Thiele-Small-Parameter für das Noname-Tiefton-Chassis MHB-12, gemessen und berechnet nach einer Anleitung von bassreflex.de und WinISD Pro 0.50a7
Die Daten wurden an einem gebrauchten Chassis aufgenommen.
MHB-12 Impedance
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Qes | 1,603 |
| Qms | 3,578 |
| Qts | 1,107 |
| Fs | 38,2 Hz |
| Vas | 132,71 Liter |
| Mms | 60,8 g |
| Cms | 0,2854 mm/N |
| Rms | 4,08030 Ns/m |
| Re | 7,5 Ohm |
| BL | 8,26493 Tm |
| Dd | 27 cm |
| Le | 0,08 mH |
| Sd | 573 cm² |
| Xmax | +/-5 mm |
| Vd | 286 cm³ |
| Pe | 300W |
| Znom | 12 Ohm |
| SPL | 88,68 dB |
| SPLmax | 110,45dB |
Datensatz für WinISD Pro:
WinISD Pro - TSP Woofer MHB-12In Analogie zur TAS-Familie (TAS5630B, TAS5613A, TAS5611A) hat Texas Instruments, passend zum TPA3251D2 einen „kleinen Bruder“ mit unterseitigem Thermalpad verfügbar – den TPA3250D2 (HTSSOP44).
Genannt werden:
Kompatibel zu beiden ICs, dem TPA3251D2 sowie TPA3250D2, wird es hier ein Board in 60x60mm geben.
60x60mm TPA3251D2/TPA3250D2 PCB
Wer keinen CSR USB-SPI Programmer besitzt, dafür aber einen „echten“ LPT Port (Druckerport), kann die Module von CSR auch per LPT-SPI programmieren.
Eine Minimalbeschaltung sei in folgendem Schaltplan gezeigt, dies funktioniert für Module der CSR86XX Reihe und sicher auch für andere. Die Pegel sind für 1.8V dimensioniert. Getestet mit einem CSR8645 Modul.
CSR LPT SPI Programmer
Andere Module von CSR:
BC2 Serie – BC215159A, …
BC3 Serie – BC31A223, BC358239A, …
BC4 Serie – BC413159A06, BC417143B, BC419143A, …
BC5 Serie – BC57F687, BC57E687, BC57H687C, …
BC6 Serie – BC6110, BC6130, BC6145, CSR6030, BC6888, …
BC7 Serie – BC7820, BC7830, …
BC8 Serie – CSR8605, CSR8610, CSR8615, CSR8620, CSR8630, CSR8635, CSR8640, CSR8645, CSR8670, …
BLE Serie – CSR1000, CSR1010, CSR1011, …
Als Erweiterung der „Akita“ Familie hat Texas Instruments, passend zum TPA3251D2 einen „großen Bruder“ verfügbar – den TPA3255 (HTSSOP44). Durch Anpassung des Eingangsspannungsbereichs auf maximal 53.5V ist beispielsweise ein direkter Betriebs an 10s Pedelec Akkus möglich. Pinkompatibilität ermöglicht einen direkten Austausch in Systemen auf Basis des TPA3251D2.
Genannt werden:
TPA3251D2 Small & Big
Weitere Informationen und Details zur hier.
Viele günstige elektronische Schaltungen aus Fernost (meist China) enthalten Kondensatoren mit unbekannten oder wenig bzw. nicht geeigneten Betriebsparametern , sind zweifelhafter Herkunft oder teilweise vorbehaltlich Fälschungen / Fakes / Nachahmungen bekannter Markenprodukte.
Nachfolgend eine Übersicht.
Hersteller: Fuhjyyu Electronic Industrial Co., LTD
Fuhjyyu RVT Capacitor
Fuhjyyu Taiwan RVT SMD Capacitors - Datasheet
Hersteller: Changzhou Huawai Electronic Co.,Ltd
Chang VT Capacitor (Bild: trashcanz)
Chang Huawei VT SMD Capacitors - Datasheet
Hersteller: Dong Guan Cotronic Electronic Co., Ltd
Cotronic UT Capacitor
Cotronic UT SMD Capacitors - Datasheet
Hersteller: Shenzhen City Yan Electronic Technology Co., Ltd.
Sanyanke SYK Capacitor
Sanyanke SYK SMD Capacitors - Datasheet
Hersteller: Jia Wei Cheng Electronics Co., LTD
JWCO LM Capacitor
JWCO LM TH Capacitors - Datasheet
Basierend auf der „Shrink Mod“-Platine entstand diese TPA3251 Verstärkervariante in einem Aluminiumgehäuse, welches gleichzeitig der Wärmeabfuhr dient.
Die Wärmeübertragung erfolgt durch verlötete Kupferplatten als Wärmebrücke vom TPA3251 zum Gehäuse. Hierbei werden 3.2mm überbrückt und mit Hilfe eines 150um starken Wärmeleitpads an die Innenseite des Gehäuses angebunden.
TPA3251D2 60x60mm PCB #1
TPA3251 Kupferwärmebrücke #1
TPA3251 Aluminum Montage
TPA3251 Kupferwärmebrücke #2
Front- und Rückseite sind mit Rauchglas (Acryl) verschlossen, Luftführungen stellen den Kamineffekt sicher.
TPA3251 Aluminum Enclosure #1
TPA3251 Aluminum Enclosure #2
TPA3251 Aluminum Enclosure #3
TPA3251 Aluminum Enclosure #4
TPA3251 Aluminum Enclosure #5
Gesamtmaß: 100*66*43mm (L*B*H)
Vergleicht man die THD Daten (Angaben nach Datenblatt) von TPA3251 und TPA3255 zeigt sich, dass der TPA3255 an 8 Ohm gleiche/bessere Werte liefert als der TPA3251 an 4 Ohm. Vergleicht man bei 4 Ohm Last, ergeben sich leicht höhere Werte für den TPA3255 im Bereich bis 5W Ausgangsleistung.
TPA3251 vs. TPA3255 THD
(Quelle: Datenblatt TI)
Auf Grundlage von Erfahrungs- sowie Messwerten mit den TPA3251-Boards aus TPA3251D2 – 2 x 175W Stereo 350W Mono Class-D Verstärker ersteht das „TPA3245/51/55 – Universal“ Board für bis zu 600W (PBTL Mono).
Betriebsmodi:
TPA3255 Rev.1 Mookup
Für den PCB-Service von Elecrow haben sich folgende KiCAD Einstellungen bewährt.
Gerber Export – Drill
Gerber Export – Layer
Gerber Export – Mask
Verschiedene Designparameter und Notizen:
Board Outline: 0.1mm
Via (0.3mm untented): Drill 0.3mm, Size 0.7mm, Soldermask clearance -0.1mm
Plane: 32 Segments/360Grad, Minimum 0.2mm, Clearance 0.2mm
Solder paste ratio clearance: -10%
Copper Text Width: 0.15mm
Graphic segment width: 0.2mm
Text Size H/V: 0.8mm (0.6mm Minimum)
Text Module Width: 0.15mm
„Do not tent VIAs“
„Exclude PCB edge layer from other layers“
