D級アンプの不具合について。 - 1669166404

1：ぼんぞー：2022/11/23(水) 10:20:04: たかじん様

おはようございます。お世話になります。
先日HPにてご相談させていただきました「ぼんぞー」です。

TPA3255を使用して120W/8Ω出力の基板を作成してみました。
初心者なので大変お恥ずかしい物となっています。

2×BTLモードで2chと考えていましたが、部品を乗せる事ができず、そのままモノラルで使用しております。

実装および確認を終えて、いざ電源ON…
音は出ているのですが、何か「ボツボツ」とノイズが乗っているな
と思っているうちに音が出なくなってしまいました。

再度電源ON！…同じだな… そうこう繰り返しているうちに完全に音が出なくなってしまいました…

一番初めに電源ONした時から/RESET、/OCはLになりLEDが点灯したままの状態でした。
原因が分からず困惑しております。
・電源供給状況は問題無し（電圧測定しました）
・発熱は音が鳴っている時は放熱盤がほんのり暖かくなる程度
・気になる点はAVDD電圧はマニュアルには[7.75V]と記載ありましたが[1V]程度しかありませんでした。
内部出力電源なので「何でだろう？？」と悩んております。

回路図等のリンクを貼ります。
何かご教授いただければ幸いです。何卒宜しくお願い致します。
※アンプおよび電源に関係ない部分は消去しております。

https://i.postimg.cc/XJXR0kxN/TPA3255-221121-question-01.png
https://i.postimg.cc/rpGmrMLR/TPA3255-221121-question-02.png
https://i.postimg.cc/KjWv2Ytw/TPA3255-221121-question-03.png
https://i.postimg.cc/C1PwGKr5/TPA3255-221121-question-04.png
https://i.postimg.cc/QdGhkwmQ/TPA3255-221121-question-05.png
16：たかじん：2022/12/25(日) 12:28:10: ぼんぞーさん

ノイズの件、ちょっと気になった点がありました。
https://i.postimg.cc/6QKZGZd1/2022-12-25-120905.png

こちらに上げた赤丸の部分は入力の音声信号に対してノイズ源になります。
特にアンプ出力は50Vほどの振幅で激しくスイッチングしているため、10mV以下の入力に対しては
相当な厄介ものです。（Himazin さんの仰る通りです）

更に、アンプに供給している電源ラインも同様にスイッチングに同期して電流が食われるためノイズ発生源になります。
あとDC/DCコンバーターを使っているようですが、それらもノイズ源になります。

ここからが厄介なのですが、2つの異なるスイッチング回路（この場合D級アンプとDC/DC電源）があると
お互いの周波数の違いにより変調ノイズを新たに生み出します。
同期がとれるようでしたら同期パルスを入力して同期した方が変調を起こさなくなるのですが、
おそらく一般のDC/DCコンバーターには同期信号入力が備わっておりません。

ですので、対策としては、これら2つのスイッチング回路を物理的に距離を離すということと、
音声信号も距離を離す方が良いです。
基板の図で言うと、アンプICの上側に入力回路を配置するような感じです。

https://i.postimg.cc/85Dx3ZLB/aaaaaa.jpg
こんなイメージでしょうか。白塗りの部分に何の回路があるのかは不明ですので、何とも言えませんけども。
17：ぼんぞー：2023/01/05(木) 13:18:00: たかじん様

こんにちは。お世話になります。
ぼんぞーです。
ご連絡遅れ誠に申し訳ございません。
また色々とお調べいただき本当に感謝いたします。

何とか破損したICを交換、パターンを修復して現状の基板で検証続けております。
1点発見したのは、リセット回路周辺のベタGNDがPVDDから浮いている事に気づきました。
そこを修復および他のGNDもICの近くで太い配線で落とすようにしました。
すると例のパチパチノイズが消えました。これが影響していたのかどうか確認するためにGNDを元に戻したのですが、ノイズが出ません。

原因が？？なので調べようと思いますが、いったん結果オーライで先に進もうと思います。

ノイズが乗っている状態の時にDC/DCコンバータのリップルノイズは大丈夫かと気にしていたのでコンバータを外し
安定化電源を接続して状況を確認したのですが、特に変化はありませんでした。
DC/DCコンバータは一般のものなので同期信号入力はありません。

ご指摘いただきました音声最終ラインは太目のGNDを挟んでDC/DCコンバーターとPAの出力ラインの間を通っていってます。
（入力前段音声切替やフィルター回路をDIP部品で構成していたので結構場所をとり… 電源部とPA部をできるだけまとめて左側に載せれれば…
と思い配置を決めました。
音声ルート的にはご提案いただいたルートが最適かと思います。次回基板を作成する際はこの位置で考えようと思います。

現状安定して動いているので（基板がボロボロですが笑）いったんこのまま進めようと思います。
原因は落ち着いたらまた確認しようと思います。また基板もご教授いただきました部分を改善して完成したいと思います。
ちょっと今は先立つものが無いのでまた機会を見て基板変更しようと思います。

また色々と悩む事が出てくると思いますので、その際はまたお助けください。
色々とお付き合いいただき本当に感謝しております。
今後とも何卒宜しくお願い致します。
18：たかじん：2023/01/11(水) 22:36:14: ぼんぞーさん

とりあえず上手く動くようになったようで良かったです。おめでとうございます。

リセット信号にノイズが乗って誤動作していたのかもしれませんね。
回路設計、基板設計のほか、実装の不具合も含めての評価は一筋縄では行かないですからね。

ひとつひとつ根気よく潰していく（確認していく）しかありません。