Para nitai: El tema es realmente muy extenso, y no da para discutirlo con la profundidad necesaria en el foro ... Pero puedo intentar un resumen comparativo:
>En un claseD clásico (con comparador, generador de onda triangular, etc,etc) hay un problema que estás obviando y es la clave de la diferencia entre un ampli autooscilante como el UCD y el normal: Para que en un ampli claseD común sea posible realimentar la salida, el ancho de banda de la realimentación tiene que ser menor (bastante menor, dada la imperfección de los filtros) que la portadora (frecuencia de conmutación). La razón es que se desea compensar sólo la señal de audio demodulada, para reducir la distorsión de la misma, pero NO se desea compensar la frecuencia de la portadora (porque el ampli podría dejar de oscilar). Este hecho, genera no sólo dificultad extrema en lograr una realimentación eficiente a la hora de compensar alinealidades (porque hace falta un gran ancho de banda para poder compensar distorsiones a alta frecuencia, acordate que no sólo se desea compensar la distorsión hasta 20khz, sino, también anular los ARMÓNICOS... y eso implica un ancho de banda mucho mayor. Además, para suprimir en forma eficiente la distorsión, la ganancia de lazo abierto debe ser lo más alta posible... Y eso es justamente el problema de los amplis comunes (aún los clase AB!)... Usualmente, para lograr estabilidad, hay que reducir el ancho de banda y la ganancia de lazo abierto.. Y eso aumenta la distorsión. Por ello, en clase AB y en clase D común, es tan importante que los elementos de potencia y control sean lo más lineales posibles, y que introduzcan la menor distorsión posible, para que no haga falta tanta realimentación para disminuir la distorsión de salida.
Pero, en el claseD autooscilante (UCD y Sorenson), esa restricción en el ancho de banda de la realimentación no es necesaria, porque de hecho se usa la realimentación para generar la autooscilación. Por ello el ancho de banda disponible en la realimentación para compensar alinealidades es monstruosamente mayor, y por ello las muy bajas distorsiones posibles con amplis autooscilantes.
En el caso de Sorenson, la realimentación se logra con un circuito integrador de error (sí, es simplemente un integrador del error entre la señal de salida y la de entrada!). Es un integrador simple, de 1er orden, y en algunos textos se lo puede encontrar como noiseShaper
. El problema es que el integrador agrega un atraso de fase de 90 grados, por lo que no es posible realimentar desde la salida de un filtro pasabajos LC, porque el ampli oscilaría a la frecuencia de corte de ese filtro (20khz) que es inadmisible para un ampli de audio. Por eso, en el caso del ampli de Sorenson, el filtro LC de salida queda FUERA del lazo de realimentación, lo que hace que no sea capaz de compensar las imperfecciones de este último. Y por imperfecciones me refiero a la resistencia del mismo, y a las interferencias que pudiera captar el mismo, y al posible PICO de RESONANCIA que tenga el mismo.
La idea del ampli UCD es usar el inductor de integrador (si se sacan las ecuaciones del circuito, se ve fácilmente, por comparación con las ecuaciones del circuito del ampli de Sorenson, que ambos amplis son iguales). Al usar el inductor de integrador, el mismo queda DENTRO del lazo de realimentación, por lo que las alinealidades y resonancias del mismo quedarán compensadas por el lazo de realimentación, lográndose distorsiones bajísimas, un factor de amortiguamiento extremadamente elevado, lo que permite controlar en forma efectiva cualquier parlante que se le conecte.
Y finalmente, usando un pequeño truco se eleva la frecuencia de autooscilación del UCD (si no se usara ese truco, la frecuencia de autooscilación sería también la de corte del filtro LC)... Se coloca un pequeño capacitor en la realimentación, de tal forma de compensar uno de los polos del filtro LC de salida con un 0 agregado por ese capacitor, y una resistencia en serie con ese capacitor para agregar un nuevo polo a una frecuencia de 200khz, aproximadamente (esa frecuencia es un valor de compromiso entre pérdidas de conmutación más elevadas (a mayor frecuencia), mayor residuo de modulación a la salida (a menor frecuencia), y mayor distorsión por tiempos muertos en la conmutación de los mosfets (a mayor frecuencia).
Como dije, ese 0 y ese polo corren la frecuencia de autooscilación a 200khz, que es razonable para este uso en audio.
Sobre el tema de bombeo (bus-pump) , realmente existe, pero la etapa half bridge es más barata y sencilla de implementar, y la red de realimentación se vuelve más sencilla también.
Y dado que el ampli autooscilante tiene tanto ancho de banda disponible para compensar alinealidades o variaciones en la tensión de alimentación, realmente no es un problema en lo más mínimo incluso usar una fuente no regulada para operarlo.
Sobre el tema de las distorsiones en los amplis clase D autooscilantes, están dadas principalmente por los tiempos muertos (para proteger de la conducción simultánea de ambos mosfets de salida), ya que cuando ambos mosfets están apagados, nada controla la tensión de salida en el parlante, quedando la misma fijada exclusivamente por elementos parásitos del circuito, y además, la otra cosa que influye en la distorsión de salida es la velocidad y ganancia del comparador (acá es tan sencilla la cosa como decir que a mayor ancho de banda de la realimentación, menor distorsión)
Bueh, suficiente! --- Tema demasiado largo!
