Hallo *,
ich habe von einem Verstaerker die 9V angezapft und betreibe ueber eine
LM7805 Spannungsregelung einen Raspberry Pi. Wenn ich nun den
Audioausgang an den Verstaerker klemme habe ich starke Stergeraeusche.
Kann mir jemand erklaeren wie ich das Stoersinal wegfiltern kann. Danke.
Auch beim 7805 gilt: Ein-Ausgangskondensator direkt auf
mittleren Pin. Von dort aus Masse Ein und Ausgang...
Kannst Du die Störgeräusche beschreiben?
Brummen, Zwitschern, Pfeifen...?
Das Stoergeraeusch klingt so als ob man die CPU beim arbeiten hoert. Es
ist ein Fiepen, dass je nach Last seine Frequenz wechselt bzw lauter
oder leiser wird.
Hi,
Leider wirst du da nichts entstören können. Das was du hörst ist die
Soundqualität des Raspberry Pi. Der Pi hat keinen DAC, sondern macht
Sound über einen PWM-Ausgang. Dementsprechend grausam hört sich das dann
auch an :( Wenn du besseren Sound aus dem Pi haben möchtest, musst du
dir einen I2S Dac besorgen. Da gibt es inzwischen einige um die 40€ auf
dem Markt. Mit den Onboard Mitteln wird das leider nix mit qualitativ
gutem Sound.
Oder DAC selber bauen. Ist nicht schwer und macht Spass :)
Wie sauber der Strom ist, den du an den Pi schickst, ist egal. Obwohl
der 7805 für Sound natürlich auch Käse ist. Schau dir mal den TPS7A4700
an. In verbindung mit einem RK Trafo sind die TI Chips sehr gut. Dann
aber nur den DAC damit versorgen. Am besten eine Rail für analog und
eine für Digital, schön getrennt. Den Pi mit sauberem Strom zu versorgen
ist vergebene Mühe, der ist so schlecht designt, dass das garnix bringt.
Viel Erfolg
LinuxFan
Dann liegt es wohl an einer Masse-Schleife (Verkoppelung), die
Taktfrequenz schlägt auf die Betriebsspannung durch...
Darum nochmals: Ein gemeinsamer Massepunkt (sternförmig) für
Spannungsregler, Rasperry, Ausgangsverstärker...
Manchmal genügen wenige Zentimeter falsche Leiterführung der Masse...
Mit einem Scope findest Du sicher leichter die Ursache
Lieben Gruß
Mani
Googelt mal nach Raspberry Pi PWM Sound, dann kommt ihr dahinter.
Masseschleife, echt ? Das PWM Signal braucht keine Masseschleife um
grausam zu klingen ;)
Als ob der Pi ein sauberes USB Signal ausgeben würde. Dann musst du noch
das USB Signal galvanisch trennen. Und USB Sound geht auf dem Pi
tierisch auf die CPU Leistung. Teilweise kann man 192kHz garnicht
ruckelfrei abspielen. Besser I2S, das hat der Pi als Ausgang.
Warum :
Pi->USB Sound->I2S->DAC
Wenn das hier besser funktioniert :
Pi->DAC über I2S
Ich baue DACs seit längerem und hab auch 4 für den Pi gebaut. USB ist
bei dem kleinen Ding nicht der Weg.
Mani W. schrieb:> Linuxfan schrieb:>> Das PWM Signal braucht keine Masseschleife um>> grausam zu klingen ;)>> Schon klar, war ja nur eine Möglichkeit der Ursache...
Ja stimmt, in jedem anderen Fall hätte ich das auch gedacht, aber beim
Pi ist das leider ein Designproblem. Der war nie für HiFi gedacht,
sollte nur Grundfunktionen für Sound bereitstellen.
Das stimmt der Sound des RPI ist nicht besonders gut. Da stimme ich euch
vollkommen zu, aber wenn ich den RPI mit einem seperaten Netzteil
betreibe treten diese Stoergeraeusche nicht auf.
adapto schrieb:> aber wenn ich den RPI mit einem seperaten Netzteil> betreibe treten diese Stoergeraeusche nicht auf.
Dann wären wir wieder bei einer Verkoppelung von Signalen...
Seltsam. Hmm. Ich hab die Störgeräusche immer am Raspi. Such mit
Ultralinearen Labornetzteilen hatte ich das unsaubere Signal.
Deswegen isoliere ich sogar das I2S Signal sogar mit einem IL715. Erst
dann war ich den Müll von den Spannungsreglern des Pi los.
Also wenn das so bei dir aussieht, dann Masse neu machen.
Wie Mani schon beschrieben hat Sternförmig und gute Kondensatoren am
Spannungswandler (vor allem nahe an den Beinchen dran).
Danke. Was heisst den gute Kondensatoren? Ich habe ganz einfach
Keramik-Kondensatoren genommen. Ich verstehe auch noch nicht ganz was
mit Sternfoermig gemeint ist.
Zur Masse, schau mal bitte hier : direkt das erste Bild zeigt es gsnz
gut
http://www.jogis-roehrenbude.de/Leserbriefe/Rabus-VV/erdg/erdg.htm
Die Masseleitungen haben alle einen gemeinsamen Punkt, an dem Sie
zusammentreffen und stören sich nicht so stark gegenseitig.
Zu den Kondensatoren : Wie hast du die dimensioniert ? Keramik ist an
sich schon Okay.
Die sind eigentlich ganz okay von den Dimensionen her. Versuch mal die
Masse umzulöten.
Wenn du allerdings HiFi Sound haben möchtest, wäre auf lange Sicht ein
DAC sehr gut.
Linuxfan schrieb:> Die sind eigentlich ganz okay von den Dimensionen her. Versuch mal> die Masse umzulöten.
Bringt es was, fuer die Masse einen hoeheren Leitungsquerschnitt zu
waehlen?
Signalquelle und Verstärker werden mit einem gemeinsamen Netzteil
betrieben. Ob da noch ein Spannungsregler zwischen liegt, ist für meine
Betrachtung irrelevant.
Die GND Anschlüsse der Platinen sind sternförmig mit dem Netzteil
verbunden. Die Signalleitung zwischen Raspberry Pi und Verstärker ist
abgeschirmt und an beiden Enden dreipolig angeschlossen.
Diese Schaltung hat mehrere unterschiedliche GND Potentiale:
GND 1 ist der (eventuel geerdete) Minuspol der Stromversorgung. Sie ist
unser Bezugspunkt, wir definieren dieses Potential daher al 0 Volt.
GND 2 führt eine kleine Wechselspannung, weil der Raspberyy Pi keine
konstante Stromaufnahme hat. Wenn man an diesem Punkt einen
Batteriegespeisten Kopfhörer mit Verstärker anschließen würde, würde man
die CPU arbeiten hören.
GND 3 führt bei Stille keine Wechselspannung. Also ein anderes Potential
als GND 2.
Der Ausgang vom Raspberry Pi liefert ein Audio Signal bezogen auf GND 2.
Aber das Massepotential des Verstärkers ist GND 3! Du verstärkst daher
nicht nur das Audiosignal, sonder außerdem noch die differenz zwischen
GND 2 und GND 3.
Jeman mag einwenden, dass die Signalleitung ja dreipolig angeschlossen
ist und daher keine Differenz zwischen den beiden GND Potentialen
bestehen kann. Aber das stimmt nicht. Denn sowohl die Leitung als auch
der Stecker haben einen relativ hohen Innenwiderstand und außerdem noch
eine bedeutende Induktivität. Diese Signalleitung vermag es nicht, beide
Seiten auf gleiches GDN Potential zu zwingen.
Billige Lösung:
Verzichte auf Steckverbindung. Löte die Abschirmung des Audiokabels
direkt an die Massefläche der beiden Platinen. Diese Leitung dient
gleichzeitig zur Stromversorgung. Sie sollte daher ausreichend dick
sein. Die Platine des Raspberry Pi und die GND-Leitung zwischen Netzteil
und Raspberry Pi muss natürlich auch den Stromverbrauch des Verstärker
vertragen.
Nun hat der Verstärker genau das gleiche GND Potential, wie das
Audio-Signal. Du wirst die CPU jetzt nicht mehr arbeiten hören - es sei
denn, das Audio Signal selbst enthält diese Geräusche bereits. Das
kannst du mit einem Kopfhörer oder einem Batteriebetriebenen Verstärker
leicht überprüfen.
Saubere Lösung:
Du verwendest einen Verstärker mit differentiellem Eingang. Im Detail:
1
links--------------------links a
2
Raspi Schirm--------------+----links b Verstärker
3
|
4
+----rechts b
5
rechts-------------------rechts a
Solche Verstärker interessieren sich nur für die Differenz zwischen den
Eingängen a versus b. Der Bezug zum GND Potential ist irrelevant.
Die allgemein übliche Lösung:
Du verwendest zwei unabhängige Netzteile, deren GND Leitungen nicht
verbunden sind. Achtung: Manche Netzteile haben geerdete GND Leitungen.
Zumondest das Netzteil für den Verstärker darf keine geerdete GND
Leitung haben.
Die Stromaufnahme der CPU verursacht keine Störgeräusche, denn der
Verstärker verstärkt die Differenz zwischen Signal-leitung und
Abschirmung. Die GND Potentiale der beiden Seiten spiele keine Rolle
mehr, da sie ausschließlich über die Signalleitung miteiander verbunden
sind.
Letztendlich kommt es darauf an, zwischen Raspi und Verstärker nur eine
GND Verbindung zu haben. Und die muss direkt vom Audio Ausgang zum Audio
Eingang gehen.
> Bringt es was, fuer die Masse einen hoeheren Leitungsquerschnitt> zu waehlen?
Ja es bringt was. Und möglichst kurz halten, ohne Bögen oder gar
Wicklungen.
Aber ob es das Problem ganz löst, ist Glückssache.
Hallo Stefan, vielen Dank fuer diese ausfuehrliche Erklaerung. Ich werde
deine Vorschlaege komplett durchgehen. Ich fange erstmal mit der
billigen Loesung an, die ich direkt testen kann.
> Löte die Abschirmung des Audiokabels direkt an die Massefläche der beiden
Platinen.
Die billige Loesung hat leider keinen hoerbaren Vorteil gebracht. Ich
forsche weiter...
Ich habe jetzt die "übliche Lösung" gewaehlt und mir bei Conrad den
vorgeschlagenen Entstoerfilter geholt und was soll ich sagen... es
laeuft so wie es soll. Vielen Dank fuer eure Hilfe!
Der Thread ist zwar schon hundealt, aber das gleiche Problem taucht ja
immer wieder auf. Ich bin nicht gerade eine Neuling, was den Aufbau von
NF-Verstärkern betrifft, aber ich konnte durch die einfachen Lösungen
kein befriedigendes Ergebnis erzielen. Einen Verstärker mit
differentiellen Eingängen wollte ich aus Aufwandsgründen nicht
einsetzen. Letztendlich konnte ich das Problem mit einem Trenntrafo
zufriedenstellend und preiswert lösen (so wie auch bereits von @stefanus
vorgeschlagen). Ich verwendete dafür einen NF-Übertrager 600 Ohm/1:1,
die es bei den bekannten großen Versandhändlern für unter 1€/Stck. gibt
und die nur einen Platzbedarf von ca. einem cm² haben. Jegliche Knack-
und Bruzelgeräusche sind weg und man hört ohne NF-Signal nur noch das
Eigenrauschen des Verstärkers (PAM8403), wenn man sein Ohr direkt an den
Lautsprecher hält.
Noch ein Hinweis: Wenn man Stereo haben will, braucht es natürlich 2
NF-Übertrager.
Man verbindet die Stromversogrung kettenförmig. Vom Netzteil zum
Raspberry Pi, von dort zum Verstärker. Dabei fließet der pulsierende
Betriebsstrom des Raspberry Pi in der ersten Schleife, das ist aber
egal. In der Schleife zwischen Raspberry Pi und Verstärker fließt der
definitiv NICHT. Dort fließt zwar der variable Betriebsstrom des
Verstärkers, ABER
- der ist nicht so stark gepulst wie der des Raspberry Pi
- der entspricht EXAKT der Ansteuerung über das EIngangssignal,
bestenfalls etwas phasenverschoben.
Damit entstehen auf der Masseleitung zwischen Raspberry PI und
Verstärker nur kleine Spannungsabfälle, die außerdem noch eine
phasenverschobene Kopie des Eingangssignal sind, so wie mehrere Stimmen
im Chor. In den meisten Fällen erreicht man damit einen sehr störarmen
Betrieb. GGf. packt man noch eien mittelgroßen Elko von irgendwas
zwischen 100-1000uF direkt an den Raspberry PI, um die Strompulse in der
1. Versorgungsschleife weiter zu dämpfen, denn die können auch induktiv
in die 2. koppeln. Dagegen hilft Abstand und eine enge Leitungsführung
von VCC und GND mit minimaler Querschnittsfläche. Etwas dickeres Kabel
für die Masse zwischen Raspberry Pi und Verstärker kann helfen, ist aber
nur die halbe Wahrheit, denn die Spannungsabfälle sind nicht nur am
ohmschen Widerstand, sondern auch an der Leitungsinduktivität. Und die
wird vom Kupferquerschnitt nur sehr schwach beeinflußt, wohl aber der
Länge sowie der Querausdehnung des Leiters. Theoretisch könnte man die
Induktivität der Masseleitung durch ein 10mm breites Kupferband nochmal
senken, das macht im Audiobereich aber keiner, da es albern ist und
nicht viel bringt. Zum Schluß kann man auch einen Elko nah am Verstärker
platzieren, um die schwankende Stromaufnahme weiter zu puffern. Aber
meist haben die intern schon ausreichend Pufferkondensatoren.
Mit dem Aufbau hab ich mal vor Jahren eine Bastelschaltung eines
Kollegen erfolgreich entstört, exakt auch mit Raspberry Pi und kleinem
Verstärkermodul.
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