Hi, Mein aktuelles Projekt ist ein stero Audio-Signalrouter, den ich sehr gerne für die Abhöre in meinem Hobby-Tonstudio einsetzen würde (und vllt. auch mal Live als "Ersatzteil" beim Mischer). 8 Eingangskanäle (Differenzverstärker, evtl. gain & Filter, PGA2310, mono/stereo-switch) lassen sich flexibel auf 4 Audio-Busse routen. Die vier Busse besitzen am Ende je einen weiteren Satz PGA2310 und Impendanzwandler/Symmetrierer, bevor's direkt in die Monitorlautsprecher geht. Zusätzlich gibt's vier Kopfhörerverstärker (ebenfalls auf Basis von PGA2310 und NJM4556), die sich jeweils an einen der vier Busse klemmen können und das jeweilige Signal ausgeben. Um das Ganze modular aufbauen zu können, soll jeder Block eine Platine werden. Also 8x Eingangskanalzug und Busrouting 4x Ausgangskanal 4x Kopfhörerverstärker 1x Spannungsversorgung 1x Frontpanel (bereits fertig) Mein nächster Schritt ist also die Spannungsversorgung. Ich werde mit 5V digital und ca. -15V/+15V analog arbeiten. AGND und DGND sind nur auf der Netzteilplatine verbunden (100R). Mit brummfreier Masseverteilung habe ich nur wenig Erfahrung und bräuchte daher etwas Input von euch: Wie wird AGND (und die stablisierte Versorgungsspannung) am sinnvollsten auf die Platinen verteilt? Wo machen GND Lifts Sinn (I/O?) und wie beeinflussen diese meine Masseführung? Übertrager möchte ich wegen der Klangqualität nicht verwenden. Wo verteile ich welche ELKOS & Keramik, um die Spannungen in allen Situationen sauber zu halten? Also auch wenn die Amps hohe Ströme abfragen und die Line Outs trotzdem ein qualitativ hochwertiges Signal liefern müssen? Ich hätte ganz gern wenigstens das Impulsverhalten von meinen Genelecs nicht kaputt gemacht ;)
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Das klassische Massekonzept ist eine Sternförmige Verteilung. Als ein Punkt von dem aus die Masse jeweils ausgeht - das könnte etwa am Netzteil/Spannungsregler sein, muss es aber nicht. Auch der Ausgangsverstärker oder die Platine mit der Schaltmatrix wäre ein passender Punkt um ggf. mit weniger Leitungen auszukommen. Hilfreich ist es da wenn man das ganze nicht zu sehr auf verschiedene Platinen verteilt, denn man braucht je Platine ggf. mehr als eine Masseleitung für AGND. Die Alternative wäre eine echte Massefläche - das ist aber eher etwas für HF als für Audio. Vor allem wird das schwer bei mehr als einer Platine. Kapazitive Brummeinkopplungen und HF Störungen hält man sich durch eine Abschirmung aus der ganzen Schaltung. Beim Digitalteil sollte man halt vermeiden unnötig viele Störungen erst zu erzeugen, also eher niedrige Spannung, langsame Logic (z.B. CD40XX oder 74HCxxx mit 2,5 V) ggf. je IC ein Abkopplung von der Versorgung. Die Verbindung mit dem analogen GND kann und sollte schon niederohmig sein, sofern es nur einmal geschieht. So ganz viel digitales, insbesondere getaktetes gibt es bei der Schaltung ja eher nicht. Statische Signale für die Steuereingänge für die PGAs stören ja nichts. Rein für so statische Teile braucht man da nicht einmal eine extra Masse. So etwas wie Ground-lifts braucht man bei NF-Schaltungn oder Sternförmiger Masse eigentlich nicht. Es ist halt gar keine GND Plane da, die man aussparen kann und außerdem stören da kleine Kapazitäten im einstelligen pF Bereich kaum, Elkos / Kondensatoren für die Spannungspufferung kommen halt zu der jeweiligen Schaltung. Ob die Kondensatoren nach AGND, DGND oder direkte +15 V nach -15 V gehen hängt vom Schaltungsteil ab. Für Teile die Empfindlich sind, oder etwas höhere Ströme Ziehen kommt ggf. noch eine Entkopplung (Ferriteperle / Widerstand) zur Versorgung dazu.
A. S. schrieb: > Um das Ganze modular aufbauen zu können, soll jeder Block eine Platine > werden. Bei modularem Aufbau muß man die Signale zwischen den Modulen differentiell führen und die Schaltmatrix muß 2-polig aufgebaut sein. Die digitalen Signale kann man über Optokoppler oder induktive Trenner (ADUM1400) trennen.
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Peter Dannegger schrieb: > Bei modularem Aufbau muß man die Signale zwischen den Modulen > differentiell führen und die Schaltmatrix muß 2-polig aufgebaut sein. > > Die digitalen Signale kann man über Optokoppler oder induktive Trenner > (ADUM1400) trennen. Das ist jetzt aber leicht übertrieben. Bei meinem Zeck FMS 16-Kanal-Mischer aus dem Jahr 1996 sind alle Kanäle und Subgruppen als Einzelmodule ausgeführt. Diese gehen auf einen nicht differenziellen Bus, der die Spannungsversorgung und auch Schaltsignale, für zum Beispiel Pre-Fade-Listening Kanäle, enthält. Der Bus, der als Flachbandkabel mit Stecker für jedes Modul aufgebaut ist, ist niederohmig ausgeführt (1k Impedanz). Im Master-Modul endet der Bus und dort ist auch die einzige Masseverbindung zum Netzteil. Das Gehäuse besteht komplett aus Metall (FlightCase) und ist am Netzteil mit Masse verbunden. Da brummt und rauscht nix. Will sagen, dass die Impedanz des Modulbusses das Wichtigste ist, um Störungen zu unterdrücken. Ausgänge der Module müssen niederimpedant sein, wohingegen die Eingänge vom Bus zum Modul von hoher Impedanz sein müssen, um die Bussignale nicht unnötig zu belasten. Die Masse muss ebenfalls niederimpedant an alle Module und an einen gemeinsamen Punkt geführt werden. Digitale Signale kann man zusätzlich mit Ferriten entschärfen, falls zu scharfe Flanken stören sollten. Wenn man die Frequenzen der Digitalsignale weit oberhalb des hörbaren Bereiches hält und die Audioverstärker oberhalb 25kHz ordentlich bedämpft, gibt es keine Probleme mit gegenseitiger Beeinflussung.
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Knut Ballhause schrieb: > Da brummt und rauscht nix. Darum geht es nicht. Er will ja 8 unterschiedliche Signale auf 4 unterschiedliche Ausgänge routen. Und da kann es dann zum Übersprechen über den gemeinsamen GND kommen. Kopfhörer sind ja heutzutage recht unempfindlich, deshalb kaufen so viele zusätzliche Kopfhörerverstärker mit ordentlich Bums. Ist eine Endstufe voll ausgesteuert, fließen die Stromschwankungen über den gemeinsamen GND und koppeln auf die anderen über. Der Mehrpreis für einen OPV mit 4 0,1% Widerständen oder einem Differenzverstärker (INA126) ist vernachlässigbar gegenüber dem PGA2310. Es lohnt sich nicht, am falschen Ende zu sparen.
Knut Ballhause schrieb: > Ausgänge > der Module müssen niederimpedant sein, wohingegen die Eingänge vom Bus > zum Modul von hoher Impedanz sein müssen, um die Bussignale nicht > unnötig zu belasten. In Audiomischpulten wird aber gemeinhin die Null Ohm Knotenpunkttechnik angewandt, um gegenseitige Beeinflussungen der Module zu vermeiden. Die Eingänge der Summenverstärker sind also niederohmig möglichst gegen Null Ohm. Man nennt dieses Konstrukt auch Stromsummenverstärker. Ralph Berres
okay, da werde ich in meinem Kopf noch einiges an Know-How nachzubessern haben. Danke schonmal für eure Antworten! Ulrich H. schrieb: > Das klassische Massekonzept ist eine Sternförmige Verteilung. Genau, also kommt an diesen Sternpunkt ein großes Flachbandkabel, wo jede Ader einmal GND führt? Für die Kopfhörerverstärker gibt's dann eher dickere Leitungen > ... Platine mit der Schaltmatrix... Die wird es so nicht geben. Die 4 Busse sollen an allen Eingangsplatinen vorbei kommen (Topologie: Kette) und wer möchte, darf sein Signal draufschalten. Das meinte ich mit "modularer Aufbau" > ... wenn man das ganze nicht zu sehr auf verschiedene Platinen > verteilt, denn man braucht je Platine ggf. mehr als eine Masseleitung > für AGND. Wann zum Beispiel? Das ist mir noch nicht ganz klar. > So ganz viel digitales, > insbesondere getaktetes gibt es bei der Schaltung ja eher nicht. Das wäre schön, ist aber nicht so. Ich habe das (zentrale) Frontpanel damals dummerweise mit Schieberegistern an Drehencodern designt. Wenn ich die sauber auslesen möchte, geht meine SPI-Busfrequenz richtung 2MHz. An diesem Bus hängen auch die PGAs - das ließe sich natürlich noch ändern, wird aber pfuschig. > So etwas wie Ground-lifts braucht man bei NF-Schaltungn oder > Sternförmiger Masse eigentlich nicht. Ich bin mir nicht ganz sicher, ob wir von derselben Groundlift-Sache sprechen, oder ob ich nur nicht alles was du schreibst verstehe. http://en.wikipedia.org/wiki/Ground_lift In der Veranstaltungstechnik ist der Lift-Schalter zwar verpönt, wird aber noch verbaut und verwendet, wenn keiner hinsieht. > Für Teile die Empfindlich sind, oder etwas höhere Ströme Ziehen kommt > ggf. noch eine Entkopplung (Ferriteperle / Widerstand) zur Versorgung > dazu. Ist das im NF-Bereich üblich? Wie werden Ferritperlen bei Audio eingesetzt? Der Wikipedia-Abschnitt ist sehr allgemein gehalten. Ich kannte dieses Bauteil bisher noch nicht. Peter Dannegger schrieb: > Bei modularem Aufbau muß man die Signale zwischen den Modulen > differentiell führen und die Schaltmatrix muß 2-polig aufgebaut sein. Interessant. Daran habe ich noch nicht gedacht. Dann könnte ich mir ja den Massestern eigentlich auch sparen, und die Versorgung ebenfalls wie den Bus verteilen, oder? Knut Ballhause schrieb: > Will sagen, dass die Impedanz des Modulbusses das Wichtigste ist, um > Störungen zu unterdrücken. Ausgänge der Module müssen niederimpedant > sein, wohingegen die Eingänge vom Bus zum Modul von hoher Impedanz sein > müssen, um die Bussignale nicht unnötig zu belasten. Kurz nochmal die Frage: Gegen welche Art von Störungen hilft diese Maßnahme? Aber auch ein guter Tip! am besten kombiniere ich das gleich mit dem differentiellen Bus. Das sorgt dann gleichzeitig für die hohen Ohms, die du forderst. Denn die PGA2310 haben nur 10k Eingänge. Ralph Berres schrieb: > In Audiomischpulten wird aber gemeinhin die Null Ohm Knotenpunkttechnik > angewandt, um gegenseitige Beeinflussungen der Module zu vermeiden. > > Die Eingänge der Summenverstärker sind also niederohmig möglichst gegen > Null Ohm. Man nennt dieses Konstrukt auch Stromsummenverstärker. Ich werde mich mal einlesen. Ich habe wie gesagt noch nicht ganz verstanden, ob/warum das das Brummen durch verschiedene GND-Potentiale verhindern würde. Aber was wäre eigentlich wenn ich mehrere solcher Eingänge an diesem Bus habe? z.B. vom Line-Out-Modul und vom Kopfhörerverstärker? Schalte ich diese dann in Reihe?
A. S. schrieb: > Aber was wäre eigentlich wenn ich mehrere solcher Eingänge an diesem Bus > habe? z.B. vom Line-Out-Modul und vom Kopfhörerverstärker? Schalte ich An einen Stromsummenbus kann immer nur ein Summenverstärker angeschaltet werden. Man müsste dann am Ausgang des Summenverstärkers mehrere Impedanzwandler oder besser Treiber folgen lasen. Für jeden Ausgang einen. Schaue dir mal die Schaltbilder professioneller Mischpulte an. Z.B. Soundcraft oder Mitec. Oder was es sonst noch so gibt. Ralph Berres
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