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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Störungen bei der VS1011: vielleicht habe ich was vergessen?


Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Hallo, Leute!

Ich kämpfe immer gegen dieser Störung bei der Abspielen von MP3 (eine 
sehr laute hohe Summen in Hintergrund).

Ich sehe gerade, daß ich zwischen VCC und GND neben der VS1011 kein Elko 
geplant habe.

Kann es der Grund der Störung sein?
Als Anhang die Schaltung.

Grüße
Luca Bertoncello

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Sowohl mindestens 10µF Elkos als auch 100nF-Keramik-Cs sollten an 
jeden Betriebsspannungsanschluss.

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Knut Ballhause schrieb:
> Sowohl mindestens 10µF Elkos als auch 100nF-Keramik-Cs sollten an
> jeden Betriebsspannungsanschluss.

Aha, also ich habe doch was vergessen...

Aber auch einen Elko 10µF? Ich habe zB bei dem ATMega nur ein 100nF.
Oder meinst du, es ist was speziell für den VS1011?

Danke
Luca Bertoncello

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Luca Bertoncello schrieb:
> Kann es der Grund der Störung sein?
Eher nicht.

> Als Anhang die Schaltung.
Lass mal noch das Layout sehen...
Wenn du dort z.B. deine Masse für die SD-Karte quer über den NF-Teil 
feführt hast, würde mich nichts mehr wundern.

>> Knut Ballhause schrieb:
>> Sowohl mindestens 10µF Elkos als auch 100nF-Keramik-Cs sollten an
>> jeden Betriebsspannungsanschluss.
Aber nicht einfach so irgendwie, sondern so, dass es Sinn macht. Diese 
Kondensatoren sind dafür da, kurzfristigen Strombedarf des ICs zu 
liefern. Der Strom fließt jetzt also vom Kondensator in den Vcc-Pin 
hinein. Aber er fliesst auch an einem anderen Pin wieder heraus und 
muß von dort auf kürzestem Weg wieder zurück zum Kondensator. Wenn er 
das nicht kann, fließt er eben Umwege, und das kann nicht gut sein. Du 
mußt für jeden Kondesator nachvollziehen können, wie der Strom der dort 
herausflißt, wieder zurückkommt. Sonst kannst du den Kondesator gleich 
weglassen...
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:
> Luca Bertoncello schrieb:
>> Kann es der Grund der Störung sein?
> Eher nicht.

Schade...

>> Als Anhang die Schaltung.
> Lass mal noch das Layout sehen...
> Wenn du dort z.B. deine Masse für die SD-Karte quer über den NF-Teil
> feführt hast, würde mich nichts mehr wundern.

Also, das Layout ist als Anhang.
Ich verstehe aber nicht was du meinst. Was ist ein "NF-Teil"? (tut mir 
Leid, den Begriff habe ich bisher nicht gehört).

Danke
Luca Bertoncello

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Lothar Miller schrieb:
> Aber nicht einfach so irgendwie, sondern so, dass es Sinn macht. Diese
> Kondensatoren sind dafür da, kurzfristigen Strombedarf des ICs zu
> liefern. Der Strom fließt jetzt also vom Kondensator in den Vcc-Pin
> hinein. Aber er fliesst auch an einem anderen Pin wieder heraus und
> muß von dort auf kürzestem Weg wieder zurück zum Kondensator. Wenn er
> das nicht kann, fließt er eben Umwege, und das kann nicht gut sein. Du
> mußt für jeden Kondesator nachvollziehen können, wie der Strom der dort
> herausflißt, wieder zurückkommt. Sonst kannst du den Kondesator gleich
> weglassen...

Genau deshalb schrieb ich: An jeden Betriebsspannungsanschluss. Betonung 
liegt auf 'an', also nahe dran.

Luca Bertoncello schrieb:
> Ich verstehe aber nicht was du meinst. Was ist ein "NF-Teil"?

NF: Niederfrequenz. Analoger und dementspechend störempfindlicher 
Kleinsignalteil einer Schaltung.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Luca Bertoncello schrieb:
> Also, das Layout ist als Anhang.
Autsch. Das sieht nicht gut aus...
Hat der Autorouter die Platine verbrochen?

> Ich verstehe aber nicht was du meinst. Was ist ein "NF-Teil"? (tut mir
> Leid, den Begriff habe ich bisher nicht gehört).
Der Niederfrequenz-Teil ist der Verstärker, der die Musik und die 
Störungen hörbar macht.
Und es ist genau so, wie ich das vermutet hatte: deine Masse fährt 
einfach irgendwie über die Platine. Es wird nicht unterschieden, ob da 
schnelle digitale Signale oder langsame analoge drüber fließen. So wirst 
du nicht glücklich werden...

Zudem sitzen die Entkopplungskondensatoren irgendwo in der Gegend, aber 
nicht an der Stelle, wo sie nötig wären. Beim DAC sehe ich überhaupt 
keinen Kondensator. Und der hätte so schöne Vcc/GND Pärchen: 5+6, 9+10, 
28+27, 19+18, 23+21.
Auch beim TDA1554 könnte man sich eine schöne Entkopplung an den Pins 
3+5 sowie 11+13 vorstellen...

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Luca Bertoncello schrieb:
> Also, das Layout ist als Anhang.

Das würde ich nicht als 'Layout' bezeichnen. Ein Layout im eigentlichen 
Sinne folgt einigen Regeln, was Masseführung und räumliche Trennung von 
analogem und digitalem Schaltungsteil angeht. Außerdem müssen Analogteil 
und Digitalteil getrennt versorgt werden und nur an der Spannungsquelle 
verbunden werden. Ansonsten muss man halt mit Störungen rechnen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Knut Ballhause schrieb:
> Genau deshalb schrieb ich: An jeden Betriebsspannungsanschluss. Betonung
> liegt auf 'an', also nahe dran.
ACK.
Du solltest aber explizit sagen, dass auch ein GND-Anschluss ein 
Betriebsspannungsanschluss ist. Das ist Anfängern nicht unbedingt 
klar...

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:
> Luca Bertoncello schrieb:
>> Also, das Layout ist als Anhang.
> Autsch. Das sieht nicht gut aus...
> Hat der Autorouter die Platine verbrochen?

Nein, ich habe es selber gemacht... :(

>> Ich verstehe aber nicht was du meinst. Was ist ein "NF-Teil"? (tut mir
>> Leid, den Begriff habe ich bisher nicht gehört).
> Der Niederfrequenz-Teil ist der Verstärker, der die Musik und die
> Störungen hörbar macht.
> Und es ist genau so, wie ich das vermutet hatte: deine Masse fährt
> einfach irgendwie über die Platine. Es wird nicht unterschieden, ob da
> schnelle digitale Signale oder langsame analoge drüber fließen. So wirst
> du nicht glücklich werden...

Tut mir Leid, ich verstehe aber nicht, wie ich eine Masse untebrechen 
kann...

> Zudem sitzen die Entkopplungskondensatoren irgendwo in der Gegend, aber
> nicht an der Stelle, wo sie nötig wären. Beim DAC sehe ich überhaupt
> keinen Kondensator. Und der hätte so schöne Vcc/GND Pärchen: 5+6, 9+10,
> 28+27, 19+18, 23+21.
> Auch beim TDA1554 könnte man sich eine schöne Entkopplung an den Pins
> 3+5 sowie 11+13 vorstellen...

Mist! Also, die Schaltung ist wegzuschmeisen, auf gutem Deutsch, oder?

Ich bitte dich um etwas Geduld noch, denn ich habe noch nicht wirklich 
verstanden, was ich machen soll.

Muß ich einige Kondensatoren noch planen, richtig? Wo genau?
An der VS1011? Zwischen welche PINs? (vielleicht gibt es noch die 
Möglichkeit die Schaltung zu retten, ansonsten muß ich eine neue Platine 
ätzen lassen, und alle Komponenten entlöten).

Danke
Luca Bertoncello

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Luca Bertoncello schrieb:
> Nein, ich habe es selber gemacht... :(
Naja, Anfängerglück... :-/

> Tut mir Leid, ich verstehe aber nicht, wie ich eine Masse untebrechen
> kann...
Du sollst sie nicht unterbrechen, sondern so verlegen, dass kein 
Digitalstrom im Analogteil fließt. Stichwort dazu: Sternpunkt.
Ich mach ein Layout immer so, dass zuerst das Versorgungskonzept 
aufgebaut wird, dann die restlichen paar Signalleitungen verlegt 
werden.

Sieh dir mal andere Layouts an. Es gibt auch ApplicationNotes, in denen 
Beispiellayouts zu finden sind. (Allerding muß man auch da aufpassen. 
Siehe dort unten: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz).

> Muß ich einige Kondensatoren noch planen, richtig? Wo genau?
> An der VS1011? Zwischen welche PINs?
Jewils 100nF zwischen
>>>  5+6, 9+10, 28+27, 19+18, 23+21
Und: nimm da besser SMD-Kondensatoren, sonst geht dir der Platz aus.

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:
> Luca Bertoncello schrieb:
>> Nein, ich habe es selber gemacht... :(
> Naja, Anfängerglück... :-/

So ein Glück... :(

>> Tut mir Leid, ich verstehe aber nicht, wie ich eine Masse untebrechen
>> kann...
> Du sollst sie nicht unterbrechen, sondern so verlegen, dass kein
> Digitalstrom im Analogteil fließt. Stichwort dazu: Sternpunkt.
> Ich mach ein Layout immer so, dass zuerst das Versorgungskonzept
> aufgebaut wird, dann die restlichen paar Signalleitungen verlegt
> werden.

Ghhh... ich komme (wieder) zu den Grenzen meiner Kenntnisse... Ich muß 
mich noch damit beschäftigen...

>> Muß ich einige Kondensatoren noch planen, richtig? Wo genau?
>> An der VS1011? Zwischen welche PINs?
> Jewils 100nF zwischen
>>>>  5+6, 9+10, 28+27, 19+18, 23+21
> Und: nimm da besser SMD-Kondensatoren, sonst geht dir der Platz aus.

OK, nur eine Frage noch, und zwar: sieht du eine Möglichkeit, die 
Platine noch zu retten (in den ich die Kondensatoren an den PINs der 
VS1011 löte, zum Beispiel) oder muß ich einfach alles in die Tonne 
werfen und eine neue Platine anfertigen lassen?

Danke
Luca Bertoncello

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> vielleicht gibt es noch die Möglichkeit die Schaltung zu retten
Du kannst daran noch rumbasteln und lernen... ;-)
Probier mal die Leitungsführung wie im Screenshot aus (rot=durchtrennen, 
gelb=Brücke)...

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:
>> vielleicht gibt es noch die Möglichkeit die Schaltung zu retten
> Du kannst daran noch rumbasteln und lernen... ;-)
> Probier mal die Leitungsführung wie im Screenshot aus (rot=durchtrennen,
> gelb=Brücke)...

Also, eine Leitung trennen (mit einen Cutter oder was ähnliches, nehme 
ich an), und ein Kabel noch löten.
Kein Problem!
Und dazu die 5 Kerkos an die PINs der VS1011? Richtig?

Ich kann probieren.

Danke
Luca Bertoncello

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Luca Bertoncello schrieb:
> Also, eine Leitung trennen (mit einen Cutter oder was ähnliches, nehme
> ich an), und ein Kabel noch löten.
Ja.

> Und dazu die 5 Kerkos an die PINs der VS1011? Richtig?
Ja.
Allerdings ist die Führung der Leiterbahnen (Vcc+GND) dort trotzdem 
ungünstig...

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:
> Luca Bertoncello schrieb:
>> Also, eine Leitung trennen (mit einen Cutter oder was ähnliches, nehme
>> ich an), und ein Kabel noch löten.
> Ja.
>
>> Und dazu die 5 Kerkos an die PINs der VS1011? Richtig?
> Ja.
> Allerdings ist die Führung der Leiterbahnen (Vcc+GND) dort trotzdem
> ungünstig...

Naja, ich werde erstmal probieren. Wenn keine bessere Resultate kommen, 
dann muß ich leider alles entlöten, eine neue Platine anfertigen lassen 
(und vorher, hier das Layout zeigen... :D) und alles wieder löten. :(

Ich habe aber noch eine Frage, wenn du noch so viel Geduld hast, und 
zwar: was ist den Unterschied, zwischen meine Leitbahn in der Platine 
und die Brücke, die du mir empfiehlst?
Am Ende ist die gleiche PIN an derselbe Stelle verbunden.
Bestimmt gibt es was anderes, das ich nicht verstehe.

Ich würde aber sehr gern verstehen... :D

Danke
Luca Bertoncello

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Luca Bertoncello schrieb:
> Am Ende ist die gleiche PIN an derselbe Stelle verbunden.
Ja, aber jetzt fließt der "analoge" Strom nicht mehr zusammen mit dem 
"digitalen" Strom auf der selben Masse-Leiterbahn.
Der "Sternpunkt" ist damit an der Versorgungsklemme.
Das ist mit dem "Trennen" von Analog- und Digital-Masse gemeint.

Autor: NaNa (Gast)
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Hintergrund der ganzen Sache: Auch eine Leiterbahn hat einen (wenn auch 
geringen) Widerstand, wie der Herr Ohm uns einst lehrte fällt dort also 
eine geringe Spannung ab wenn Strom fließt. Und da der Digitalteil den 
Strom "ruckartig" fließen lässt entstehen fiese Störungen auf der 
Leitung. Genau das ist das Problem...

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:
> Luca Bertoncello schrieb:
>> Am Ende ist die gleiche PIN an derselbe Stelle verbunden.
> Ja, aber jetzt fließt der "analoge" Strom nicht mehr zusammen mit dem
> "digitalen" Strom auf der selben Masse-Leiterbahn.
> Der "Sternpunkt" ist damit an der Versorgungsklemme.
> Das ist mit dem "Trennen" von Analog- und Digital-Masse gemeint.

OK, besten Dank!

Ich denke, ich habe jetzt verstanden!

Ich werde heute Abend/Morgen probieren und dann melde ich mich wieder!

Grüße
Luca Bertoncello

Autor: Luca Bertoncello (lucabert)
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Lothar Miller schrieb:

>> Muß ich einige Kondensatoren noch planen, richtig? Wo genau?
>> An der VS1011? Zwischen welche PINs?
> Jewils 100nF zwischen
>>>>  5+6, 9+10, 28+27, 19+18, 23+21
> Und: nimm da besser SMD-Kondensatoren, sonst geht dir der Platz aus.

Hallo, Leute!

Hiermit möchte ich mich bei euch (und Lothar noch extra für seine 
perfekte Erklärungen) bedanken!

Obwohl noch einige leise Störungen zu hören sind, die Qualität ist jetzt 
wie Tag und Nacht in Vergleich mit vorher!

Da es am Ende nur um einen Wecker sich handelt, werde ich bestimmt damit 
leben können!

Also, besten Dank!
Luca Bertoncello

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