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Entstörung Raspberry PI Audio
Gast
#4284628
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. Kondensatoren am Ein- und Ausgang des 7805 ? Gemeinsamer Massepunkt?
Gast
#4284638
Ja, sind dran.
Gast
#4284639
Masse benutze ich vom Verstärker. Wuesste nicht wo ich sonst Masse anlegen kann. 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...?
Gast
#4284646
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.
Gast
#4284649
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
Gast
#4284651
Googelt mal nach Raspberry Pi PWM Sound, dann kommt ihr dahinter. Masseschleife, echt ? Das PWM Signal braucht keine Masseschleife um grausam zu klingen ;) Linuxfan schrieb: > Da gibt es inzwischen einige um die 40€ auf > dem Markt. USB-Interfaces kriegt man doch hinterhergeworfen. Linuxfan schrieb: > Das PWM Signal braucht keine Masseschleife um > grausam zu klingen ;) Schon klar, war ja nur eine Möglichkeit der Ursache...
Gast
#4284656
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.
Gast
#4284657
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.
Gast
#4284658
Schaut euch mal hier die 2 ersten Bilder vom Oszi an, dann ist alles klar : http://www.crazy-audio.com/2013/11/quality-of-the-raspberry-pi-onboard-sound/ Grausam sieht es aus, dem entsprechend klingt es auch... Wie schon geschrieben, der Osszi hätte es gezeigt...
Gast
#4284660
Mani W. schrieb: > Wie schon geschrieben, der Osszi hätte es gezeigt... Ja stimmt, hast du recht :) Spätestens da wäre alles klar gewesen. Schönen Gruß an Adapto und Linuxfan, war ein gutes und sinnvolles Gespräch und jetzt ist alles geklärt, wünsche noch eine gute Nacht... Mani
Gast
#4284662
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...
Gast
#4284664
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).
Gast
#4284666
Danke. Was heisst den gute Kondensatoren? Ich habe ganz einfach Keramik-Kondensatoren genommen. Ich verstehe auch noch nicht ganz was mit Sternfoermig gemeint ist.
Gast
#4284667
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.
Gast
#4284670
Ok, dann muss ich das nochmal umloeten. Kondensatoren sind 0,47μF am Eingang und 1μF am Ausgang.
Gast
#4284976
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. adapto schrieb: > Ok, dann muss ich das nochmal umloeten. Kondensatoren sind 0,47μF am > Eingang und 1μF am Ausgang. Steht das so in dem Datenblatt?
Gast
#4285032
Pete K. schrieb: > Steht das so in dem Datenblatt? Ja. Aber der 0,47μF sollte ein 0.33μF sein, der allerdingfs nicht vorraetig war.
Gast
#4285035
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?
Gast
#4285099
Ein häufiger Fehler:
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:
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 schleifst einen Audio-Übertrager in die Signal-Leitung ein. Das Signal wird magnetisch übertragen. Die Abschirmung wird dadurch an dieser Stelle unterbrochen. Daher dürfen beide Enden des Kabel unterschiedliches GND Potential haben. Ein sehr Preisgünstiges Exemplar: http://www.conrad.de/ce/de/product/379234/Sinus-Live-Cinch-Entstoerfilter-GL-205/?ref=search&rt=search&rb=1 Lösung für Pragmatiker:
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.
Gast
#4285105
> 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.
Gast
#4285117
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.
Gast
#4285381
> Löte die Abschirmung des Audiokabels direkt an die Massefläche der beiden
Platinen.
Die billige Loesung hat leider keinen hoerbaren Vorteil gebracht. Ich
forsche weiter...
Gast
#4285576
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!
Gast
#4286133
Ui, das ging aber schnell. Wohnst du direkt über dem laden? 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.
Angehängte Dateien:
Gast
#7338171
Oder so ein steck-fertiges Teil für ca 12 Euro: https://www.amazon.de/FeinTech-ATG00101-Masse-Trennglied-Mantelstrom-Filter-beseitigt-schwarz/dp/B076JGVJGP Gibt es auch mit Cinch Steckern.
Kostet ja fast soviel wie der Raspberry Pi! Es gibt noch eine weitere Lösung, die fast nix kostet aber funktioniert.
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
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. Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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