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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik HF Auswirkungen auf Audio Bereich


Autor: ferdinand (Gast)
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hey leute...

ist es sinnvoll nachgeschalten nach einem 500kHz Wandler die Versorgung 
zu entkoppeln?
die Schaltung ist in einen analogen Teil (Audio Output) und einen 
digitalen Teil getrennt.
DA Wandler und Ausgangsfilter wollen eine analoge Versorgung und AGND.
und da ich die 500kHz als Hauptstörquelle annehme is eine Entkopplung 
unnötig da 500kHz ja nicht hörbar sind oder ist das trotzdem sinnvoll?


mfg ferdinand

Autor: Gebhard Raich (geb)
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Im grunde hast du recht. Allerdings können in Netzteilen durch 
mangelhafte Regelkompensation Spannungsschwankungen im Hörbereich 
auftreten. Daher entkoppeln so gut es geht, man glaubt ja nicht, welchen 
Dynamikbereich ein Ohr hat. Selbst wenn man mit dem Oszi schon lange 
nichts mehr auf der Versorgung sieht(im 5mV Bereich),kann man unter 
Umständen doch noch von der versorgung herrührende Störungen hören.

Grüße

Autor: Anja (Gast)
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Die HF wird an den Diodenstrecken der Halbleiter gleichgerichtet.
Die Hüllkurve der HF sieht man dann als NF.

Gruß Anja

Autor: ferdinand (Gast)
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ich habe nämlich ein Filter designed und eher auf die HF Bereiche 
geachtet.
also denke ich das dies nicht ganz geeignet ist um die hörbaren 
Störungen zu filtern oder?

mfg

Autor: HildeK (Gast)
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ferdinand schrieb:
> ich habe nämlich ein Filter designed und eher auf die HF Bereiche
> geachtet.
> also denke ich das dies nicht ganz geeignet ist um die hörbaren
> Störungen zu filtern oder?

Doch. So sieht die Power-Filterung prima aus.
Jetzt noch X7R-Keramik-Cs verwenden und gut is'.

Wenn du vor die Spulen auch noch einen kleineren Keramik (10n .. 100n) 
spendierst, dann werden ev. vom Verbraucher kommende Störungen höherer 
Frequenz noch besser entfernt.
Wichtig ist, dass das Massekonzept stimmt.

Autor: ferdinand (Gast)
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ja klar hab ich X7R verwendet...und ein Massekonzept wurde auch 
verwendet.
Nur meine Frage ist warum das jetzt eigentlich gut ist weil dieses 
Filter dämpft ja eher sehr hohe Frequenzen und diese sind ja nicht 
hörbar.
Die Induktivität ist ein Ferrit mit 60Ohm@1MHz

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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ferdinand schrieb:
> Nur meine Frage ist warum das jetzt eigentlich gut ist weil dieses
>
> Filter dämpft ja eher sehr hohe Frequenzen und diese sind ja nicht
>
> hörbar.

Eine wesentliche Begründung hat Dir doch Anja bereits genannt.

Autor: ferdinand (Gast)
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diese ist echt so tragend das die Einhüllende dann am Audiokanal hörbare 
Störungen verursachen kann??

Autor: ferdinand (Gast)
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und kann mir das einer genauer erklären was Anja genau meint??
bitte...

mfg ferdinand

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gegenvorschlag: Google mal nach "Demodulation"

Autor: ferdinand (Gast)
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ja aber ohne Demodulator...

Autor: Jens G. (jensig)
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all deine Halbleiter sind Demodulatoren, weil überall nichtlineare 
Kennlinien existieren - "ideal" zur Demodulation ...

Autor: ferdinand (Gast)
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asooo DA Wandler oder?? =)

mfg

Autor: oszi40 (Gast)
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Du wärst nicht der Erste, der mit einem Draht am Eingang Radio hört.

Autor: HildeK (Gast)
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ferdinand schrieb:
> Die Induktivität ist ein Ferrit mit 60Ohm@1MHz
Vielleicht wäre eine 'echte' Spule mit 50µH oder mehr hier geeigneter. 
Der Ferrit hat ja bei 500kHz noch weniger Dämpfung.
Übrigens, nicht die 500kHz sind das Maß der Dinge, den es treten auch 
Subharmonische auf: ein Datensignal, das mit 500kHz getaktet ist und aus 
der schnellstmöglichen Folge, also '0-1-0-1 ...' besteht, hat schon eine 
Grundfrequenz von nur noch 250 kHz. Und es gibt üblicherweise langsamere 
Folgen ...

Dein Digitalteil produziert HF-Störungen auf der Versorgungsspannung. 
Natürlich ist eine gute Entkopplung an den entsprechenden ICs wichtig, 
u.U. neben den typischen 100n auch noch einen kleine mit 1n-10n parallel 
dazu. Die Reste, die dann noch als HF zurückwirken, sollen durch die 
LC-Filter weiter reduziert werden. An dem Punkt sind es noch 
HF-Störungen (aus Audio-Sicht) und deshalb sollte deine Schaltung gut 
wirken.

Wenn das HF-seitig nicht gelingt, so können die BE-Strecken in den 
anderen Schaltungsteilen durch Gleichrichteffekte 
(Hüllkurvendemodulation) Frequenzen im hörbaren Bereich produzieren, so 
die Aussage von Anja (auch von oszi40).
D.h., die hochfrequenten Störungen sind zu dämpfen.

Andererseits können HF-Anteile ev. die Spannungsregler in ihrem 
Regelverhalten beeinflussen, so dass auch dort Frequenzen im NF-Bereich 
entstehen könnnen, so die Aussage von Gebhard Raich.
Auch hier sind die hochfrequenten Störungen das Problem, mit den 
niederfrequenten kommen die Regler (einschließlich Beschaltung) besser 
zurecht. Das müssen sie auch, denn eine Belastung mit einer 'Audio-Last' 
tritt ja normalerweise auch auf.

Beides Ursachen sind denkbar, deine Filterschaltung wird aber schon 
wesentlich zur Verringerung des Problems beitragen.
Außerdem sind z.B. Operationsverstärker durchaus in der Lage, Störungen 
auf der Versorgung relativ gut zu unterdrücken. Das gelingt sehr gut bei 
tiefen Frequenzen (Netzbrumm), lässt aber noch oben hin nach. Auch im 
analogen Teil der Schaltung sind deshalb weitere Siebmaßnahmen 
angebracht, zumindest wenn Transistoren zum Einsatz kommen oder z.B. 
über Spannungsteiler Referenzspannungen erzeugt werden. Es ist aber in 
reinen Audioschaltungen sowieso üblich, Vorstufen bzw. empfindliche 
Teile nochmals zu sieben - schon deshalb, um Schwingneigung durch 
Mitkopplung über die Versorgung zu verhindern.

Sonst musst du den Weg gehen, wie es manche High-End-Verstärker zur 
Erhöhung der Kanaltrennung machen: getrennte Netzteile einschließlich 
Trafo! :-)

Autor: Michael O. (mischu)
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Hast Du schon mal den charakteristischen Sound eines beginnenden 
Handy-Gespräches in den Aktivlautsprechern, Autoradio, Stereoanlage etc 
gehört?

Wenn nicht, dann leg mal dein Handy direkt neben deine Aktivlautsprecher 
und ruf das Handy an. Du wirst staunen was Du hörst.

Und das sind HF-Frequenzen im unteren GHz-Bereich die zeitlich moduliert 
werden. Die HF kannst Du nicht direkt hören, wohl aber das demodulierte 
Zeitmultiplexsignal. Dazu reicht ein OPAMP der nicht perfekt abgeschirmt 
ist. Dessen Eingangsstufe ist schlicht zu lahm um derart hohe Frequenzen 
zu verstärken, nicht aber um sie gleichzurichten.

Die ersten Detektorradios bestanden aus einer Diode und einem 
abstimmbaren Schwingkreis. Hier brauchst du den Schwingkreis nicht, da 
du die Störungen frei Haus serviert bekommst.

Autor: X- Rocka (x-rocka)
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Versuch doch mal folgendes:

- MHz-Signalgenerator an Audio OPamp Eingang.
- OPamp Ausgang ans Scope
- Frequenz immer weiter hoch drehen und Ausgang beoabachten.

=> je nach OP und Frequenz arbeitet der OPamp nur noch als 
Gleichrichter, sprich du bekommst eine Gleichspannung am Ausgang, obwohl 
du doch nur eine HF-Wechselspannung am Eingang hast.

Autor: Michael O. (mischu)
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@HildeK

Ich habe mich bezüglich der harten Parallelschaltung unterschiedlicher 
Kondensatorwerte eines besseren belehren lassen.
Wenn man zwei Kondensatoren unterschiedlicher Werte parallel schaltet, 
bauen diese (durch ihre Streuinduktivitäten bedingt) einen 
parallelschwingkreis auf. Das äußert sich durch eine scharfe 
Resonanzspitze im Impedanzschrieb. Man verliert dadurch im Bereich der 
Resonanz die tatsächliche Filterwirkung!!!
Für eine Breitbandentstörung würde ich ausschließlich 
Keramikkondensatoren gleichen Wertes parallel schalten.
Sofern Ferdinant einfach noch eine zweite Spule spendieren würde und 
statt eines C-L-C Filters ein C-L-C-L-C Filter aufbaut, wird die 
Filterwirkung deutlich besser sein als bei der einfachen 
Parallelschaltung unterschiedlicher Kondensatoren.

Elkos parallel zu den Keramikkondenatoren sind meiner Meinung nach kein 
Problem, da diese einen viel höheren ESR besitzen.

Autor: HildeK (Gast)
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@Michael O.
Ja, das höre ich immer wieder - nur die Erfahrungen, die Praxis und auch 
die Simulation zeigen anderes.
Lade dir mal das kostenlose KEMET-Spice herunter, vom Hersteller von 
Kondensatoren. Da kannst du schön sehen, dass dies bei NP0 wohl stimmt, 
nicht aber bei den verlustbehafteten X7R.
Wir haben in der Firma vor knapp 20 Jahren begonnen, die Entkopplung mit 
solchen Kombinationen zu erledigen, zusätzlich noch mit einem 
Flächenkondensator auf Innenlagen, die mit nur 70µ Isolation den 
obersten Frequenzbereich abdeckten. Mit bestem Erfolg. Auch die letzten 
Zweifler unter den Entwicklern in der Firma übernahmen nach einigen 
Jahren diese Methode. Es ging sogar so weit, dass alles was auf einer 
Fläche von max. 5x5cm² Platz fand, mit nur einer solchen Kombination 
erfolgreich entkoppelt wurde. Es ist natürlich wichtig, dass die Pins 
und die Cs so kurz und so gut wie möglich an die inneren 
Power/GND-Flächen angebunden werden. D.h., nicht an Vias sparen.
Suche mal nach Silent-Entkopplung. Professor Dirks.

Ich sehe ferdinands Problem nicht ganz so heikel. Die Einkopplung über 
die Versorgung sollte er so in Griff bekommen. Es gibt auch noch andere 
Einkoppelmöglichkeiten, z.B. über die Luft. Es mag also auch neben der 
strikten Trennung noch eine Schirmung eines oder beider Teile 
hilfreich/notwendig sein.

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