Dassmusik (3-zons audioförstärkare)

[hanzibal]

När vi byggde hus för snart 10 år sen drog jag kablar till takhögtalare i badrum och wc som mynnade ut till en liten panel i hallgarderoben:

image.jpeg

Under en period hade jag en rätt skapligt fungerande musiklösning där dessa installationer användes men sen rev jag det, varför minns jag inte riktigt.

Alltså har det varit tyst (nåja) på toa några år och det skulle dröja till julen 2015 innan jag fick tummen loss att bryta tystnaden. Hade idén att bygga in tre små förstärkarkort i en låda. Billiga kinaförstärkare med ta2024-chip köptes på eBay redan för något år sedan och en svart plastlåda botaniserade jag fram ur garagegömmorna.

Döm om min förvåning, lådbottens skruvfästen passade exakt med hålen på förstärkarkorten:

image.jpeg

Tänkte det vore fint att kunna knäppa av/på varje zon för sig så jag satte tre vippor för detta. Sen gjorde jag det enkelt för mig och stoppade dit en 3,5mm stereoingång samt en 2,1mm DC-kontakt. Rotade även fram högtalarklämmor som köpts för något liknande projekt som aldrig blivit av.

image.jpeg

I nedankant på bilden ovan skymtar förstärkarkortens ingångskontakter som jag parallellkopplade till samma stereokälla (3,5mm-kontakten).

För att få plats med tre högtalarklämmor på rad fick jag såga av en bit på varje och låta mittklämman dela skruvhål med sina båda grannar. Lite superlim i anliggningsytorna så blev det förvånandsvärt robust. Lödbläcken fick sticka in mellan lådhalvorna så slapp jag det tråkiga i att borra de 12 hålen, skönt.

image.jpeg

Ytterligare en vända i garaget resulterade i helt ok spänningskälla, bidde en laptop-laddare på 12V och 3A. Räcker fint eftersom korten drar gott och väl under 1A vid full musikvolym (angiven effekt får alltså tas med en rejäl nypa salt). Vårtan är rätt liten och skulle få plats flera gånger om i lådan men gillar inte att bygga in 230V-grejor.

image.jpeg

Resultat
Allt lirade som tänkt, chipen håller sig under 40 grader.

image.jpeg

Inget superljud precis men mer än tillräckligt för toabesök, dusch och bad. Gött att få nytta av lite "bra att ha"-grejor jag sparat på, man har ju fått ustå mycket gnäll från frun genom åren om de där flyttkartongerna som ju tar upp så mycket plats garaget... Nu blir hon påmind om varför varje gång hon tar ett bad

image.jpeg

Tabbar
* Dumt att låta vipporna bryta matningen till korten, hade varit bättre att bryta insignalen med motstånd till signaljord. Som det är nu kan man urskilja ett (förvisso mycket svagt) högfrekvent pipljud när man endast matar ett av korten.
* Det blir ganska späd bas i badrummet på ovanvåningen, kablarna dit är ganska långa och bildar nog ett LC-filter tillsammans med utgångsdrosslarna som kanske bör bytas mot större men de blir i alla fall inte varma.
* Hålet till 3,5mm-kontakten blev lite trångt (tur eftersom halsen var för kort) men det utnyttjade jag till att istället gänga in huset från insidan, på så vis kom jag undan låsmutter. Satte sen en droppe superlim men den härdade som berget innan jag hann vrida huset i vinkel mot lådans kant. Syns inte utifrån men retar mig ändå.

Förbättringar
Finns utrymme för många förbättringar, även rent fysiskt. Jag hade planerat mer lull från början men skulle nog inte blivit klart om jag gett mig hän att göra allt på en gång:

* Intern säkring (bör fixas snarast, 3A eldar det mesta)
* Etiketter jämte vipporna
* uC-styrning, volymkontroll-chip är beställda (vipporna återanvänds)
* IR-styrning av zon och dess volym (redan framdraget)
* Inbyggd Airplay-mottagare (har en skrotad Airport Express liggandes) - FIXAT
* Byta utgångsdrosslar pga långa kablar till zon 3
* Matrisswitch för oberoende källa per zon (tveksam praktiskt nytta?)

[hanzibal]

Yngsta dotterns första bajsblöja för dagen byttes nyss till tonerna av Bob Marley, gick så mycket lättare

[hanzibal]

Gjorde min/max-mätning på strömmen som varierar mellan 180mA och 1600mA när man öser på för fullt med energirik musik på alla tre korten.

Totalt alltså ynka 20W som mest fördelat på sex kanaler, ganska blygsamt men ändå kan man knappt befinna sig i rummen.

Om jag kört ut ren sinus hade det nog brunnit men tänker inte testa.

Ingen särskild värmeutveckling så korten tycks vara effektiva. Finns alltså en del headroom att driva AE, uC och andra grejor.

Varje kort drar ca 60mA på tomgång.

image.jpeg

[hanzibal]

På annan ort just nu men ett par dagar av "jullovet" återstår efter hemkomst och då planerar jag att integrera den där skrotade AE:n jag har liggande.

Som det är nu kör jag Airplay från optiska utgången på en AppleTV via extern DAC med egen 5V-vårta vilket ju känns ytterligare krystat, minst sagt.

AE:ns PSU är kass men kortet vill ha 5V och 3,3V och det är ju lätt ordnat. Har redan Ethernet i garderoben så får bli kablat för bästa tillförlitlighet. Om jag minns rätt kan man fimpa wifi på AE så att den drar mindre ström. Skall bli intressant att se vad den drar - hoppas min strömmarginal räcker.

To be continued...

[MiaM]

Trevligt!

Det svaga surrandet kan nog också delvis förklaras av att du har både signaljord på ingången och matningsjord sammankopplade mellan alla tre korten, det blir en jordslinga.

Själv har jag en helt vanlig stereo per rum jag vill ha musik i. Philips 780 ihop med en portabel CD-spelare står för musiken i badrummet. På den separata toaletten har jag en reciever med ett trasigt slutsteg kopplat till en uddahögtalare och laptop som signalkälla (utöver radion).

[hanzibal]

Inget surr utan bara svagt högfrekvent ljud nära örats övre uppfattningförmåga. Jag har inte kopplat samman matnings- och signaljord men de sitter väl ihop på korten kan jag tänka.

Pipljudet är endast närvarande om man bara har ett kort igång - oavsett vilka 2 (eller alla) kort man aktiverar så försvinner ljudet.

Jag tror det handlar om något annat som sker när man försöker "mata" ett deaktiverat kort via signalingången.

Oavsett vilket så skulle väl problemet försvinna om jag även bröt matningsjorden till korten? Det kan jag göra eftersom vipporna är 2-poliga (använder endast ena polen nu) men jag fixar kanske det med reläer senare istället, efter att jag infört mikroprocessor.

Kanske skriver jag eftersom de planerade tre oberoende volymkontrollerna ju kan användas för mute varvid enda anledningen till att bryta matningen vore att spara 60mA per deaktiverat kort och det känns inte jätteviktigt.

Jag har väldigt diskreta Jamo takhögtalare i rummen (en per rum) och de är faktiskt stereo även om ju stereobilden blir lite hur som haver beroende på var man själv står i rummet. Kan inte ha fuktkänsliga apparater i våtrum med småbarn i huset.

[MiaM]

Mät med oscilloskop eller på annat sätt för att vara säker på att du inte har en självsvängning som bland annat kan vara skadlig för diskanthögtalare!

Du har ju sammankoppling av kraftjord mellan alla tre korten, och mellan signaljord på alla tre korten.

Med enkelspänningsmatning till korten så är det krångligare att göra jordningarna rätt. Om det hade varit dubbel matningsspänning så hade det varit rätt lätt att göra rätt, plus och minus till alla korten, högtalarnas minuspoler direkt till en gemensam stjärnjord (vid nätdelens glättningskondingar) och en jord från denna stjärnjord till ingångarna och korten skulle sen endast fått jord via ingångarna (om de inte uttryckligen haft två separata jordar som är något flytande från varandra, som t.ex. Elektors gamla Crescendo eller liknande).

I ditt fall så skulle du kunna ha "felvända" 1:1 transformatorer i matningen till förstärkarkorten, för att göra så att endast DC men inte AC leds något vidare via matningsledningarna. En annan variant är att ha ljudtransformatorer men det är svårare att ordna sådana som låter bra.

Fast det kan ju också bara vara så enkelt att det läcker lite ljud från nån switchgrej (kanske till och med laptopladdaren du använder) som blir olika beroende på antal förstärkare igång.

[hanzibal]

Eftersom jag ju ändå planerar en del ändringar struntar jag tills vidare i det där pipljudet. Som det är nu låter jag alltid minst 2 zoner vara igång och då förekommer inget pipljud alls.

[opampen]

TA2024 arbetar som bekant i klass D vilket kan förklara störningarna -"pipet" du talade om. Billigare klass D-förstärkare kan ha hörbara störningar på grund av sin konstruktion.

Men det kan ju finnas störningar som ligger över det hörbara området också. I det fallet skulle diskanten kunna ta stryk. Mät gärna upp hur utsignalen ser ut. Störningarna kan komma av att du kopplar i hop fler eller om du har tur kan det bero på något i själva inkopplingen du gjort.

[hanzibal]

Man brukar välja en switchfrekvens som ligger kanske 10ggr högre än den signal man vill "syntetisera" och då är man ju väl förbi det hörbara. Sen är det förvisso upp till utgångsfiltret (lågpass) att dämpa oönskade toner...

Enligt bladet kan switchfrekvensen variera mellan 100kHz och 1Mhz så beroende på hur filtret är designat så kan man få ut en del oönskad AM-radio samt därav hörbara undertoner (vilka skulle kunna ge upphov till det pipljud jag hör).

Gissar att man designat korten exakt enligt Tripaths ref.design, varken mer eller mindre men svårt att veta eftersom exempelvis drosslarna är omärkta och sen är det ju troligen inte ta2024 utan en klon/kopia av okänd kvalisort.

Som sagt så uppträder missljudet bara när jag kör med ett enda kort (vilket som) aktiverat. Så fort jag aktiverar ytterligare ett kort (vilket som) upphör det hörbara missljudet. Detta tycker jag talar starkt emot att störningen skulle ha sitt ursprung i switchning från ta2024 eller matningen (laptop-laddaren).

[xxargs]

Hur matas den - det kan vara en blandningsprodukt/skillnadsfrekvens mellan din förstärkares switchfrekvens och strömförsörjningens switchfrekvens som hörs i audio-området.

Är det switchade nätaggregat med i bilden så är dess beteende i högsta grad påverkad av belastningsnivå, temperatur etc. och visar sig sällan i labbmiljö men desto oftare i kundmiljö och är svåra att reproducera situationen.

Själv är jag allergisk mot switchade nätaggregat i analog LF/AF-utrustning eftersom oönskade ljudliga effekter kan dyka upp i de mest konstiga ställen och det behövs så löjligt lite HF-läckage ibland för att det skall ge frekvensprodukter som är hörbara.

[hanzibal]

Ja, matning är denna laptop-laddare, bl.a märkt "endast för kontorsmaskin" och med dubbel fyrkant samt med ojordad stickkontakt.

image.jpeg

[opampen]

Jag gillar inte heller switchade aggregat i LF sammanhang! Dina förstärkare drar ganska lite effekt vilket betyder att du skulle kunna använda ett linjärt agg. istället. T.ex. en LM317, eller LM7812. Testa det får du se om det är någon skillnad.

[hanzibal]

Hade såklart varit intressant att prova, jag kan enkelt testa med ett 12V-batteri för att i så fall helt kunna utesluta laptop-laddaren.

Om mina egna grumliga teorier stämmer så skall alltså missljudet vara kvar även vid batteridrift...

[hanzibal]

Testade att köra på batteri och till tonerna av Jimmy Cliffs "Johnny you're too bad" såg sig min fluffiga intuition grusas av opampens (mfl) kunskap

image.jpeg

Neppeligen, det är den switchande laddaren som förstör gemytet här!

Ändå hade jag faktiskt från början satt 820uF avkopplingselyter (ej i bild) på varje kort men de var iofs rena höftskott mest i syfte att hjälpa till vid höga transienter. Nåväl, man kan ju inte alltid ha rätt