Störgeräusche am Raspberry+Soundkarte+Verstärker

[Cube_S (Gast)]

Hallo liebe Gemeinde,

ich weiß nicht ob ich hier richtig bin, weil es vielleicht ein nicht 
ganz digitales Problem ist. Ich versuche eine Sprechanlage basierdend 
auf einem Raspberry PI2 zu realisieren.

Das funktioniert alles recht gut, nur habe ich auf dem Lautsprecher 
Störgeräusche die vermutlich vom RPI herrühren (digitales Geknattere wie 
man's auch vom Handy neben Audio-Geräten kennt).

Anbei ein Bild vom Aufbau. Zur Audioverstärkung verwende ich einen LM380 
der an einer USB-Soundkarte hängt. Schaltung so ziemlich wie im 
Datenblatt. Versorgt wird das ganze mit 12V (Steckernetzteil) und die 5V 
für den Raspberry werden mittels eines Traco TSR 1-2450 zur Verfügung 
gestellt (mittlere Platine mit AVR für den (CAN-)Hausbus).

Sobald ich den Verstärker (Platine links) mit einem separaten 
12V-Netzteil versorge sind die Störgeräusche weg und ich habe eine gute 
Audio-Qualität.

Was ich nicht habe, ist eine Ahnung davon woran das liegt.

Habt ihr da Ideen?

[Netzwerker (Gast)]

Eventuell keine saubere Ausgangsspannung vom Netzteil, Netzteil 
überlastet?

[Noch einer (Gast)]

Da kommen zwei Punkte in Frage.

Die Masse-Verbindung von Versorgungsspannung und Analogsignalen musst du 
mit kurzen, dicken Leitungen Sternförmig verbinden. Die wechselnde 
Stromaufnahme führt zu Spannungsabfall auf der Masseleitung. Obwohl die 
Spannung am Analogeingang gleich bleibt - der Verstärker sieht ja die 
Differenz zwischen Masse und Signal.

Wenn es auch mit besserer Masse nicht gut genug wird: Der DC/DC Wandler 
kann auch Störungen verbreiten. Das Netzgerät gleicht die Störungen 
nicht komplett aus, die Versorgungsspannung des Verstärkers schwankt.

[Cube_S (Gast)]

Vielen Dank für die Rückmeldungen.

Zur Stromversorgung: Das hing alles auch schon mal an einem 
Labornetzgerät ohne Änderung. Ich habe das jetzt auch mal mit einem 
1.2Ah 12V Bleiakku versorgt. Ergebnis: Auch keine Änderung.

Die Massenverbindungen (deren gibt es mindestens dreie) habe ich 
versucht in verschiedenen Kombinationen zu trennen und/oder zusätzlich 
mittels Drahtbrücken von hier nach da zu verstärken, alles ohne jegliche 
hörbare Änderungen.

Der Verstärker hängt immer an den 12V (Akku, Netzteil, Labornetzgerät) 
und gibt Audio recht gut wieder (keine Verzerrungen etc.). Nur im 
Leerlauf hört man Störgeräusche, die bei getrennter Versorgung komplett 
weg sind.

[Noch einer (Gast)]

Störungen auch wenn du den Eingang abklemmst und kurz schließt?

Dann mal testweise die Spannungsversorgung sieben. Ist das ein Elko für 
die Spannungsversorgung neben der Klemme? Einfach ein paar Ohm 
Widerstand in die Plus-Leitung und einen Folienkondensator parallel zum 
Elko und schauen, ob es besser wird.

[Cube_S (Gast)]

Noch einer schrieb:
> Störungen auch wenn du den Eingang abklemmst und kurz schließt?

Kurz schließen braucht's nicht mal. Stecker (Eingang bzw. Ausgang 
Soundkarte) raus und Ruhe ist, so lange ich nichts mit dem Finger 
berühre (dann das übliche Brummen aber das ist was anderes).

Der große Elko neben der Klemme ist tatsächlich nur für den Verstärker 
(Spannungsversorgung).

Ein neuer Versuch: Bei getrennten Netzteilen (also ohne Störgeräusche) 
bekomme ich auch die Störungen sobald ich die Massen der Netzteile 
verbinde, die ja mutmaßlich über Line-Out der USB-Soundkarte auch 
verbunden sind. Habe ich da einen Denkfehler?

Die Störgeräusche sind eindeutig mit Aktivitäten am Raspberry verbunden 
(Rauf-/Runterfahren, Eintippen von Kommandos etc.)

Übrigens habe ich genau das gleiche wenn ich statt meines 
Selbstbauverstärkers einen fertigen KEMO M031N verwende.

Nummer sieben muss ich noch ausprobieren.

[Noch einer (Gast)]

Bei 2 Netzteilen hast du immer eine Masseverbindung. Das Kabel zum 
Ausgang der USB-Soundkarte. Störungen bekommst du, sobald du eine 
zusätzliche Masseverbindung legst.

Bei einem Netzteil brauchst du die zusätzliche Masseverbindung. Den 
Strom für den Verstärker solltest du nicht über Masseleitung vom Ausgang 
der USB-Karte führen.

Da liegt nahe - Der Raspi zieht seinen Strom ungleichmäßig, der Elko auf 
dem Raspi kann nur die langsamen Änderungen ausgleichen. Die schnellen 
Stromänderungen ergeben unterschiedliche Spannungsabfälle auf den beiden 
Massenleitungen.

Du solltest alles mit dicken, nur wenigen cm langen Massekabeln 
sternförmig verbinden. Wenn das noch nicht gut genug wird, die 
Versorgungsspannungen besser sieben - auf allen Platinen 
Folienkondensatoren parallel zu den Elkos und eventuell Drosseln in die 
+ Leitungen.

Und wenn gar nichts gut genug wird - für Masseprobleme werden 
Audio-Trenntransformatoren angeboten. 2 Netzteile dürften aber billiger 
werden.