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[参考译文] TPA3128D2：使用单端输入时混合/1SPW与BD调制中的THD性能(与全差动驱动相比)

admin
Guru**** 2362820 points
Other Parts Discussed in Thread: TPA3128D2, TPA3118D2
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/621394/tpa3128d2-thd-performance-in-hybrid-1spw-vs-bd-modulation-when-using-single-ended-input-compared-to-fully-differential-drive

部件号：TPA3128D2
主题中讨论的其他部件： Strike，TPA3118D2

尊敬的TI：

在单端(伪差分)输入配置中运行时，我们在测试2个基于TPA3128D2的新放大器时遇到了一些性能问题，因为这几乎是消费者的标准。

该板的配置如下：

PVCC：24V隔离线性工作台电源150W
增益：26dB
Input-Config：虚假差分
FSW：600kHz
调制：1SPW又称"混合"
负载：5R/10R电阻
配置：2xBTL
测量设置：EMU0202，带-30dB差分连接器

THD图解：

调制在1.5Vrms和4Vrms之间变化，这在10R负载下清晰可见。 这是为了在数据表中提供更好的规格吗？

将调制更改为BD是一个游戏规则的改变，但仍然不是最佳的。

出于好奇，我们设置了一个不同的实现(完全不同的板布局，带有高功率电感器"Ferrocore SHI-21.5145万 MZ-6R8")，显示了以下图解：

此测量是在我的实验室之外的一些500 km 处进行的，结果类似。

当我们将输入配置从伪差分更改为全差分时，图解在数据表规格上几乎是一个亮点：

为什么TI不在数据表中提到伪差分模式下的这种“差”性能？ 难道不像消费产品的90 % 那样只做单端输入配置吗？ 相当失望

来自测试台的结果：

输入配置 全差速 伪差分 伪差分
输出1.谐波(H1) dBV 20.64 20. 10.
输出2.harmonic (H2) dBV －71.5 -47. -77
输出3.harmonic (H3) dBV

-75

-44. -69
H1/H2 dBV

92.14

67 87
H1/H3 dBV

95.64

64 79

结论：

1SPW/Hybrid是一种很好的省电装置，但在未完全差速驱动时，THD性能相当差。 如果TI能够在数据表中更清楚地说明这一点，而不是“隐藏”重要信息，那将是很好的。 在使用伪差分模式时，TI部门是否提供此芯片的性能数据？

提前感谢！

此致，

Christian Weidner
www.360customs.de

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian！ 感谢您的反馈，我们非常感谢您的定位。 在定义/设计此设备的过程中，我们必须与一些具有特定需求的关键目标音频市场驱动因素保持平衡。 因此，正如您可以想象的那样，在功能实施方面，这推动了一些让步。 我们选择专注于实施我们的BD/1SPW混合调制方案方法，以延长电池的整体寿命，同时还侧重于全差分配置中的性能，因此数据表定位的主要来源就是此。 我们的意图不是跳过任何东西，而是要把重点放在目标上。 我将与团队合作，在未来尽可能明确产品定位。 感谢您的关注和支持。 谢谢，Jeff
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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Jeff：

    感谢您的回复和开放。 请把我的话看作是建设性的批评。 :-)

    您可以回答这个问题吗？

    >在使用伪差分模式时，TI部门是否提供此芯片的性能数据？

    此致，

    基督教
    www.360customs.de
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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian！ 没问题...您的反馈对我们非常有用。 尤其是因为360度海关设计出了一些出色的设计，有助于推动音响市场的发展。 我会向我的Char团队了解我们是否有任何可能有用的伪差分数据，然后返回给您。 谢谢，Jeff
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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian：

    THD性能应接近单端输入模式和差动输入模式。 而且它还应在BD模式和1SPW模式之间保持靠近。 下图显示 了TPA3128D2 EVM上采用单端输入模式时的THD性能，绿色的一种用于1SPW模式，黄色的一种用于BD模式。 PVCC=24V，负载=8欧姆。 我们可以看到 它们之间的性能非常接近。  

    下图显示了差分输入模式。 1SPW模式(绿色一种)的性能也非常接近BD模式(黄色一种)。

    如果您将单端模式与差动模式进行比较，性能也非常接近，可能是0.01~0.02 % 的差异。

    THD测量是一项非常灵敏的测试，请确保 您的主板和仪器之间的GNDing良好。 另请参阅我们的TPA3128D2 EVM设计。   

    此致，

    郑少文

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    Shawn您好！

    感谢您的帮助。 您是否介意告诉我们积分参数以及使用了哪些筛选器？ 第一个图解与我们的图解非常相似，调制图解在1.3W-5W之间切换，但在您的图解上会有更多的阻尼。 这是纯粹的电阻负载吗？

    > THD测量是一项非常灵敏的测试，请确保 您的板和仪器之间的GNDing良好。

    我们在两个不同的实验室中进行了测量，它们彼此相隔几英里，分别位于两个完全不同的板布局上，使用不同的输入/输出滤波器，测量结果显示在伪差分输入的第一个帖子中。

    此致，

    基督教

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    大家好，

    我会在回来的时候对这种现象有新的见解。 可能会有一些副作用/与所用电感器的交互作用，在发生调制切换时，这些电感器会提高THD上升。

    此致，

    基督教

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    谢谢Christian和Shawn！
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    早上好，

    我想提供一个简短的最新/暂定结果。

    当缩放我们的图解结果以适合TI提供的结果时，可以显示以下内容：

    凭借所示的EVM性能，由于与我们的实施相比THD更高，几乎看不到全/伪差动驱动器之间的差异。 在较低端，这可能是由于板/PSU或AP发出的较高系统噪音造成的。 从1W起，THD性能最常受到电感器电流饱和效应或DL/di的影响。

    我们将在另一个实验室的第一个接线柱中交叉测量小PCB，以确认我们的发现。

    此致，我将随时为您提供最新信息，

    基督教

    编辑：请TI的人员提供接入点集成/瞬态时间常数吗？ 由于共模输出电压步进，在测量混合模式时，这些因素真的很重要。

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian：
    非常感谢您的更新。 我完全同意您的观点，即电感器以更高的输出功率(通常超过1W)主导THD性能。 关于AP上的瞬态时间常数设置，它确实会影响THD性能。 但对我的实验结果来说，它并没有太大的影响。 我尝试在AP上使用不同的设置，结果非常相似。
    此致，
    郑少文
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    Shawn您好！

    您是否介意告诉我们这些数字？

    此致，

    基督教

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian：

    我们使用不同的探测器读数速率(也称为积分时间)测量THD性能，范围为4/sec~128/秒。测试在BD和1SPW模式下因速率设置过快而失败，但对于稳定速率设置，结果非常相似。 对于这些设置，THD差异小于0.01 %。

    此致，

    郑少文

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    TI__Guru**** 2362820 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    大家好，

    我想将此主题做一个整体，下面是我们在另一个实验中测量的最新结果。

    混合模式下的差分与伪差分仍显示不同的结果：

    调制的切换显而易见- THD的增加是由于使用了(Vishay)碳酸基电感器。

    使用不同的电感器(Codaca CSD0910B)将产生以下图解：

    比较纯差分驱动器中的两种实现可以看出，在这种情况下，PCB布局的影响可以忽略不计。

    表中的所有测量值：

    并比较差分/伪差分的THD和谐波余量以及我们的伪差分+PFFB方法。 THD在20dBV输出电平下测量为5/10R，1kHz和400/600kHz。

    伪差动驱动器在完全差动后大约为15-20dB -使用PFFB时除外。

    所有数据：

    e2e.ti.com/.../TPA31xx_5F00_2017_5F00_09_5F00_07.zip

    结论：

    在混合调制+伪差动驱动中使用TPA3128不会提供数据表中记录的性能数据。

    此致，

    基督教

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian：
    感谢您提供数据。 您的机智工作给我留下了深刻的印象。
    当输出电压小于0.1V时，测得的THD+N主要由噪声而不是器件的线性来控制，因为在此情况下，输出功率与噪声相比非常小。 因此，通常我们不需要测量THD以获得如此低的输出功率。
    根据先前对TPA3128D2 EVM的测量结果，差动和伪差动输入模式的混合模式下的THD性能非常接近。 这种差异在那里是很明显的，但15~20dB太大。 对比第一张和第二张图片，两者的区别不大。 您能告诉我您的输入电路设计吗？ 对于单端输入电路，我们的建议是只为Inn和INP使用1uF电容器，在DAC输出或GND和音频放大器输入之间不需要任何组件或器件。 1uF电容器应为高精度电容器(例如 X7R，COG)。 确保Inn和INP路线的匹配完美。
    正如我之前提到的，差分输入模式一旦可用，始终是首选。 对于大多数模拟设备/电路，差模电路与单端模式相比提供了强大的性能。 对于TPA3128D2，THD性能差异应为0.0x%级别。
    此致，
    郑少文
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    TI__Guru**** 2362820 points
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    Shawn您好！

    如.zip文件中所附表I所示，在Arta "频谱分析仪"模式下，在20dBV输出电平下测量到5R或10R (20W/10W)，PVCC=24V。

    F：1kHz
    FS：44k1/48K
    FFT-bin：16K
    平均值：20倍线性

    翻转板配备：2u2 16V X7R软术语/Flex AEC-Q200 Murata GCJ21BR71C225KA13。

    此致，

    基督教

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian：
    请尝试使用1uF或更低值的电容器吗？ 输入电容器越大，充电时间越长，设置输入上的公共电压的时间就越长。
    此致，
    郑少文
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    Shawn您好！

    感谢您的回复。 请问输入联轴器盖值对FFT测量有何影响？ 整个测量都使用稳定的信号完成，因此共模电压只设置一次，测量在初始延迟后开始，以确保一切都处于稳定状态。 输入共模中的任何更改都不是测量周期的一部分。

    根据表数据，不带PFFB的Voltwide板为680nF，带PFFB的板为220nF。

    此致，

    基督教

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    您好，Christian：
    是的，我同意您的观点，即如果通用电压稳定，FFT测量不会受到影响。 但在混合模式下，常见电压很可能随不同的输出功率而变化。 如果每次测量前的延迟足够长，可将普通电压设置为就绪，则不会出现任何问题。 混合动力模式和BD模式的性能应该非常接近，因为它们实际上在相同的机制中工作，只要延迟足够长，可以完成通用电压设置。 对于单端输入模式和差分输入模式，后期的性能当然更好。 请参阅我们的TPA3128D2 EVM设计，我的所有先前数据均基于此电路板。 www.ti.com/.../slou457.pdf
    此致，
    郑少文
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    尊敬的Shawn：

    感谢您的回复。 如我们在这里所示：

    您的实施的噪声基准似乎低于EVM上的噪声基准，因此伪差分/差分之间的差异很可能隐藏在此行下面。 出于好奇，您是否介意像我们这样进行FFT测量，并在伪差分/全差分配置中发布H1/H2/H3的结果？

    Rload：4-5R
    FSW：400/600kHz
    输出电压：20dBV
    FFT：16K平移平均X20

    非常感谢。

    此致，

    基督教

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    编辑：

    我在比较中添加了另一个DUT，这不是我们所做的，但在市场上广泛可用。 伪差分/完全差分之间的差异也可在旧的TPA3118上看到。

    因此，此DUT是PBTL中的TPA3118，具有NoName 10uH (小尺寸)电感器。

    从图中可以看到什么？ 对于具有核心饱和效应(如NoName和Vishay carbonyl)的小型电感器，PD (伪差分)和FD (全差分)之间的差值对于H1/H2 (1kHz/2kHz)是主要的。 H1/H3损坏

    PD和FD。 使用来自不同材料和更大结构的电感器，也可以看到H1/H3的PD和FD的差异。

    如果每个人都满意，我们就会结束。:-)
    此致，
    基督教

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    TI__Guru**** 2362820 points
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    您好，Christian：
    感谢您对此进行的出色研究。 同样，我完全同意您的观点，即FD模式对于TPA3118D2和TPA3128D2而言，其性能优于PD模式。 我们始终建议客户尽可能多地使用FD模式。
    如果您在这里没有其他事情要说，请关闭此奇怪的问题吗？ 谢谢你。
    此致，
    郑少文
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    TI__Guru**** 2362820 points
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    Shawn您好！

    感谢您的回复和支持，我们深表感谢。

    此致，

    基督教