Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PAM8403 im gleichen Stromkreis wie ESP und VS1053, Rauschen


von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Guten Tag zusammen,

ich versuche als kleines Projekt ein Webradio auf Basis von ESP8266 + 
VS1053B + PAM8403 zu basteln.
ESP8266 zusammen mit dem VS1053b funktioniert auch einwandfrei, kann ein 
Stream aus dem Web problemlos starten und mit dem Kopfhörer hervorragend 
anhören.
Da es aber zu leise ist, wollte ich den PAM8403 als Verstärker 
anschließen.

Aus dem VS1053B Kopfhörer Anschluss rein an den PAM8403 und dann die 
Lautstärke einstellen, so einfach war meine Gedanke.
Das klappt allerdings nur wenn ich die Stromkreise trenne.
Ob ich mit Batterie arbeite oder auf Adapter zurückgreife in beiden 
fällen habe ich folgendes Problem:

gleicher Stromkreis: Lautsprecher rauschen
getrennter Stromkreis( ESP8266+VS1053B ) | PAM8403 eig. Stromversorgung 
:
alles läuft wunderbar.

Das kann ich aber so nicht machen, da ich später alles aus einer 
einzigen Batterie versorgen möchte.
Woran könnte das liegen und wie kann ich mir helfen?

Danke

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Der PAM8403 ist ein Class-D Verstärker und arbeitet deswegen mit 
Rechtecksignalen am Ausgang. Ein Rekonstruktionsfilter zwischen 
Verstärker und Lautsprecher soll die hochfrequenten Anteile wegsieben 
und nur die resultierende NF an den Lautsprecher geben. Das kann gut, 
schlecht oder gar nicht gemacht worden sein, so das die Hochfrequenz 
zurück auf die restliche Schaltung wirkt. Als erste Maßnahme filterst du 
die Versorgung der Endstufe z.B. mit Drossel und Kondensatoren als LC 
Filter. Dann lege die Ausgänge der Endstufe weit weg von den anderen 
Komponenten deines Gerätes und verwendest z.B. geschirmte Kabel überall.
Es kann auch sinnvoll sein, VS1053 und PAM galvanisch zu trennen, z.B. 
mit einem kleinen Audioübertrager.
Wenn alle Stricke reissen, kannst du versuchen, den PAM über einen DC/DC 
Wandler zu speisen oder ihn durch was analoges zu ersetzen, wie z.B. den 
TDA2822M.

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

wie sieht es eigentlich denn mit einer ns4165 aus? da sind 2 module die 
ich aus einer akten bluetooth box auslöten kann.

von Axel H. (hippie_1954)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich weiß nicht mehr, wo ich das her hab:

Offenbar gibt es ein Problem, wenn man das VS1053B Modul an einen 
Verstärker anschliesst.
GBUF vom Kopfhöreranschluss darf nicht mit der Masse des Verstärkers 
verbunden werden.
GBUF wird mit VREF Pin8 des PAM8403 des Verstärkers über ein Kondensator 
verbunden.
An VREF (-Pin8 des PAM8403) wird ein dünner Draht gelötet, ohne den Pin 
von der Platine zu lösen.

Liebe Grüße ausm Schwarzwald
Axel

von Obelix X. (obelix)


Lesenswert?

Wie sieht dein Aufbau aus, PCB oder Lochraster oder Steckbrett? Wie 
sieht die Führung der Versorgungsspannungsleitungen aus?

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Steckbrett, Jumper Kabelsalat.
Opt1: Stromversorgung 18250 3.7V aus Einweg E-Zigaretten ausgebaut. 
Mehrere vorhanden
Opt2: Smartphone Ladegerät ( Stromklau mit USB Type C Buchse ).


Gemeinsamer Stromkreis:
Batterie 1 oder Ladegerät:
VS1003+PAM8403 + ESP8266 an VIN

Getrennter Stromkreis:

Batterie 1 oder Ladegerät:
VS1003+ESP8266 an VIN

Batterie 2 oder Ladegerät:
PAM8403

Es dient erstmal quick and dirty ein Erfolg zu haben.

: Bearbeitet durch User
von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

das klappt einfach nicht, eine galvanische Trennung kann ich zwar 
machen, dann habe ich aber das Problem die Batterie zu laden. Müsste 
rechnerisch 2x Ladegerät anschließen.
Was ich vorhabe sollte ohne großen Aufwand mit den Sachen aus der 
Bastelkiste klappen.

Ich habe mir nun einfach mal das TDA2822M bestellt. Hoffe damit klappt 
es. für die 4 Euro teste ich es einfach mal.

https://www.amazon.de/Verst%C3%A4rkerplatine-Fydun-Verst%C3%A4rker-Klangqualit%C3%A4t-Spannungsbereich/dp/B07YYWH2JS/ref=sr_1_1?dib=eyJ2IjoiMSJ9.1FGZkVh9mjQ2xgJ-LJasZeADGPExqnm-CraoIp9YwUZpYgKDTEXjhbxEwRgvRv5nRfEeovNWg1j_NDhc24T0ftXUfXFunnjbfQnNMJUlsb8P91xfJerXlTMtfazZTLgvH5YSXMcvKoYpvFtQNMOoDyRLtDJtKAYufQBbYBVva321cvbjBY044trsgCraScXYON9b39U5LjQCsBK0ML0naSpN3GxMVOcz9hTbDczaC4M.U0e4n9fQSQSrerhNP9xIXN3fi6GsRxnAVv6BtLVRiM4&dib_tag=se&keywords=ic+tda2822m&qid=1710854104&sr=8-1

von Speedy G. (Firma: ACME) (speedy-g)


Lesenswert?

Ich hatte das Problem auch.
Ein Rekonstruktionsfilter zwischen VS1003 und PAM hat geholfen.
Es scheint so als wäre ein PWM Ausgang am VS der für Interferenzen mit 
dem PAM führt.

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Firat S. schrieb:
> Ich habe mir nun einfach mal das TDA2822M bestellt. Hoffe damit klappt
> es. für die 4 Euro teste ich es einfach mal.

Der Chip wäre im Prinzip geeignet. Der hätte "Input+" für die Signale 
und "Input-" für den GBUF-Ausgang von deinem Codec.

Die Platine ist es nicht, die gibt dir keinen Zugriff auf Input- . Ist 
aber im DIP sicher einfacher umzufrickeln als die PAM8403 - Module.

Dein eigentliches Problem liegt aber nicht am Verstärker, das liegt 
schon an dem Codec VS1053B. Dessen Audio-Outputs beziehen sich nicht auf 
GND, sondern eben auf GBUF.

Du brauchst eine Schaltung für "Differential audio to single-ended 
audio". (Suchworte bei Ebay, Ali & co), oder mit OpAmp selber machen, 
oder einfach einen Audio-Übertrager einsetzen. Falls der Codec VS1053B 
einen Class-D ausgang hat, ersetzt der auch noch den Filter.

https://www.aliexpress.com/item/32813373101.html
https://www.aliexpress.com/item/1005001388641716.html


Oder: Nimm ein Verstärker-Modul, das direkt die differentiellen Signale 
annimmt, z.B:
https://www.aliexpress.com/item/1005004739629863.html
https://www.aliexpress.com/item/1005002788956668.html

Bei dem natürlich dann GBUF an beide Negativen Inputs.

: Bearbeitet durch User
von Speedy G. (Firma: ACME) (speedy-g)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier das Filter.

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Speedy G. schrieb:
> Hier das Filter.

Für den Fachmann sicherlich ne Kinderspiel aber ich schaffe so eine 
Konstruktion nicht.
zumal ich auch nicht großartig basteln möchte und auch garnicht über die 
gelisteten Komponenten verfüge.
Ich nehme das was so in der Bastelkiste rumfliegt oder löte mir aus 
defekten Sachen die Teile aus.

Letztendlich soll das ding sowas wie eine Toniebox für OnlineRadios 
sein.
Ich werde die Liste aktualisieren und auf den Speicher schreiben.
Ein/Aus Schalter, Lautstärkeregler und noch 2 Knöpfe für Senderauswahl 
vor und zurück, das wars. Dann eine geeignete Box finden und alles 
drinnen unterbringen.

von Speedy G. (Firma: ACME) (speedy-g)


Lesenswert?

Wenn du nicht mal einen einfachen RC-Tiefpass hinbekommst, solltest du 
ein anderes Hobby suchen!

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Speedy G. schrieb:
> Wenn du nicht mal einen einfachen RC-Tiefpass hinbekommst, solltest du
> ein anderes Hobby suchen!

Was soll das den heißen. Sicherlich würde ich das bei genügend Zeit und 
Einarbeitung hinkriegen, nur mit fehlt die Zeit sich einzuarbeiten und 
dann fehlen auch noch die Komponenten. Als Berufler hat man sicherlich 
alle werte und varianten der verschiedenen Komponenten irgendwo in der 
Schublage liegen.

Wenn ich jetzt anfange einzelne Komponenten zu bestellen, dann nimmt das 
wieder ein ausmaß an. Bezahle wieder für Artikel die insgesamt nur 3.50 
kostet nochmal 6 Euro Lieferung. Da teste ich lieber auf die schnelle 
mit der Analogen Variante die der Kollege am Anfang erwähnt hat.

Das basteln mit Arduino und co mache ich vielleicht alle 6 Monate einmal 
wenn mir was einfällt und das nennt sich Hobby. Nicht jeder muss gleich 
alles können, Mensch.

von Speedy G. (Firma: ACME) (speedy-g)


Lesenswert?

Ok, tchuligom.

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

tschuldigom angomennom.

von Steve van de Grens (roehrmond)


Lesenswert?

Steckbretter und Dupont Kabel leiten nicht gut genug. Benutze gelötete 
Leitungen zur Stromversorgung.

Sorge dafür dass sich alle GND Leitungen am Eingang der Endstufe 
treffen. Gleiches gilt auch für die positive Versorgung.

: Bearbeitet durch User
von Michi S. (mista_s)


Lesenswert?

Firat S. schrieb:
> das klappt einfach nicht, eine galvanische Trennung kann ich zwar
> machen, dann habe ich aber das Problem die Batterie zu laden.

Es gibt fertige kleine (ca. würfelzuckergroß) galvanisch getrennte DC/DC 
Wandler-Bausteine (in allen gängigen Spannungs-Kombis, also z.B. 5V/5V, 
5V/3.3V, usw.). Die haben mir vor 'n paar Jahren bei der Lösung eines 
ähnlichen Problems (2 Platinchen, die an derselben Spannungsquelle 
hängend heftigstes Rauschen produzierten, aber in jeder beliebigen 
Kombination von 2 galv. getrennten Spannungen wunderbar ihren Zweck 
erfüllten, sogar mit zwei verschiedenen Steckernetzteilen) gute Dienste 
geleistet.

Klar, das Kriterium Bastelkiste wird damit vmtl. nicht erfüllt, aber 
dafür ist es halt eine sehr einfache, schnell umsetzbare Lösung.

von Axel H. (hippie_1954)


Lesenswert?

Hab's wieder gefunden,

https://esp8266-server.de/Internetradio.html#SchaltplanA

Er beschreibt die Lösung und auch wo er das her hat:
https://www.mikrocontroller.net/attachment/330246/amp.png

LG
AH

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Axel H. schrieb:
> Hab's wieder gefunden,
>
> https://esp8266-server.de/Internetradio.html#SchaltplanA
>
> Er beschreibt die Lösung und auch wo er das her hat:
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/330246/amp.png
>
> LG
> AH

das habe ich versucht, mir fehlen die in der Zeichnung genannten 
Widerstände und Kondensatoren. nehme das was so nahe kommt, für die 
Widerstände habe ich z.B. nur 200 oder 330 ohm. hab dann Testweise nur 
mit 330 aufgebaut. als Kondensator nutze ich einfach die, die ebenfalls 
der Zeichnung am nächsten sind und mir zur Verfügung stehen. ( hier und 
da aus defekten ausgelötet. allerdings war das Rauschen nicht weg.

so meine Frage hier, muss man sich exakt an die Werte halten oder reicht 
auch eine Annäherung?

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Εrnst B. schrieb:
> Oder: Nimm ein Verstärker-Modul, das direkt die differentiellen Signale
> annimmt, z.B:
> https://www.aliexpress.com/item/1005004739629863.html
> https://www.aliexpress.com/item/1005002788956668.html

wenn ich so ein Modul nehme, muss ich dann noch was zusätzliches 
einsetzen oder entsteht mit so einem Modul das Rauschen erst gar nicht?

habs ja jetzt mit dem tda2822m versucht aber das Grundrauschen wenn die 
Tonausgabe etwas leise gestellt wird ist ebenfalls nervig. Erkenntnis 
kostet nun ca. 4 Euro ist aber auch egal. passt so. Lehre kostet nun Mal 
Geld.

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Firat S. schrieb:
> wenn ich so ein Modul nehme, muss ich dann noch was zusätzliches
> einsetzen oder entsteht mit so einem Modul das Rauschen erst gar nicht?

Problem ist: Der Codec hat einen Kopfhörer-Ausgang, der eigentlich auch 
für nix anderes taugt. L und R Signale beziehen sich auf "GBUF", nicht 
auf GND.

Beste Lösung: Nimm den digitalen I²S-Ausgang vom Codec-Chip, und leite 
ihn zu einem Verstärker mit I²S-Eingang. Keine Analoge 
Übertragungsstrecke ⇒ kein Rauschen.

Zweimal sowas z.B:
https://www.aliexpress.com/item/1005006209483760.html
Und dein VS1053-Breakout-Board muss natürlich I²S bereitstellen.

Ansonsten musst du darauf achten, dass der Verstärker kein Input-Signal 
will was auf GND bezogen ist, denn so eines hast du nicht.

der TDA2822 wäre da schon passend, aber nur wenn die Platinendesigner 
nicht die Hälfte seines Inputs gegen GND kurzgeschlossen haben.
Oder andere Verstärker, die explizit einen differential input haben.

Oder eben den GND-Bezug selber herstellen:

- Differential to single-ended OpAmp schaltung
- Audio-Übertrager Trafos
- Kapazitiv koppeln und dabei hoffen dass "GBUF" nicht aktiv am 
Soundgeschehen teilnimmt.

Falls der Codec einen ungefilterten Class-D Output für seinen 
Kopfhörer-Ausgang hat: Das muss auch gefiltert werden. Aber im 
Datenblatt steht nix dazu.

: Bearbeitet durch User
von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Das klingt ja machbar aber ist wieder mehr als umständlich für ein mini 
projekt, ich glaube da ist die einfachere Lösung einfach ein B0505S 
Isolierter DC DC Wandler zu nehmen und den ESP und Encoder über den 
Wandler und den Verstärker über den direkten Strom aus dem Adapter 
laufen zu lassen, dann würden die sich nicht an GND kreuzen. Kostet bei 
Ali auch nur 2 Euro um den Dreh aktuell.

von Εrnst B. (ernst)


Lesenswert?

Firat S. schrieb:
> einfachere Lösung einfach ein B0505S Isolierter DC DC Wandler

Du holst dir halt eine zusätzliche Störquelle und Stromverbraucher rein. 
Da würd ich's zuerst mit ein paar Widerständen und Folienkondensatoren 
aus der Grabbelkiste versuchen. Oder ein passendes Verstärkermodul 
nehmen. Kostet bei Ali auch nur zwofuffzich.

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Εrnst B. schrieb:
> Du holst dir halt eine zusätzliche Störquelle und Stromverbraucher rein.
B0505S 2W hat wohl Effizienz von ~ 72%, da geht natürlich was flöten 
aber ist akzeptabel. Wird sowieso nur auf Smartphone Adapter hänge, die 
Idee mit dem Akku ist gegessen, die Akkus die ich habe sind  ~600ma 
E-Cig. akkus. 18250er. Würde sich so ein isolierter DC DC Wandler auch 
als Störquelle entpuppen?

> Da würd ich's zuerst mit ein paar Widerständen und Folienkondensatoren
> aus der Grabbelkiste versuchen.
das habe ich bereits wie oben beschrieben, als widerstände habe ich 
entweder 200 oder 330 ohm. als Kondensatoren so ein paar die auch wieder 
hier und da ausgelötet sind. 100nf habe ich als smd da z.B.

> Oder ein passendes Verstärkermodul
> nehmen. Kostet bei Ali auch nur zwofuffzich.

Sowas vielleicht? HT6872, will eigentlich relativ einfach miteinander 
verbinden und schon läuft die Kiste.
https://de.aliexpress.com/i/32884703091.html

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Firat S. schrieb:
> Sowas vielleicht? HT6872, will eigentlich relativ einfach miteinander
> verbinden und schon läuft die Kiste.
> https://de.aliexpress.com/i/32884703091.html

Ja.
Beachte: Das Modul geht (wie die oben angesprochene Lösung über I²S und 
MAX98357) nur für Lautsprecher am Ausgang, nicht für (dreipolige) 
Kopfhörer mit einem "Common"-Anschluss.
Aber das ist beim PAM8403 auch nicht anders.

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Danke für die Unterstützung, da der Versandweg solange dauert, habe ich 
mir sowohl HT6872 als auch ein B0505S bestellt, werde die beiden 
Varianten ausprobieren. Das was klappt wird benutzt, alles andere landet 
dann in der Bastelkiste für die nächsten Projekte. :)

von Firat S. (firat_s)


Lesenswert?

Also das Vorhaben klappt mit der ht6872. kein Rauschen und keine 
Störungen.
die B0505S Komponente kam leider defekt an und landete im Müll.
Danke für die Unterstützung.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.