Hallo zusammen,
folgendes Problem beschäftigt mich jetzt schon eine Weile:
ich habe mir eine Frequenzweiche ähnlich einem Thread [1] im HifiForum
auf PCB (2 lagig, beidseitig Massefläche) erstellt.
Zur Spannungsversorgung nutze ich jedoch kein konventionelles Netzteil,
sondern ein 24V Schaltnetzteil [2] von Mean Well. Ein DC/DC Wandler von
Traco Power [3] erzeugt daraus +/- 15 Volt für die OPVs.
Die Frequenzweiche funktioniert soweit auch ganz gut, allerdings spuckt
mir das MeanWell Netzteil in die Suppe. Die Ausgangssignale der Weiche
werden werden durch Spikes verunreinigt, am Lautsprecher ist ein höheres
"Tuten" zu hören. Die angehängten Bilder zeigen die oszilloskopierten
Spikes am Ausgang. Gleiche Spikes sind auch zu sehen wenn ich zwei
Massepunkte gegeneinander messe, was mich stutzig macht...
(Habe dabei auch mal die Masse direkt an der Tastkopfspitze genutzt ->
selbes Bild)
Angehängt findet ihr mein Layout sowie den Schaltplan. Der DC/DC Wandler
sitzt auf einer getrennten Massefläche, da ich diesen zuerst für die
Spikes verantwortlich gemacht hatte. Dies hat aber keine Besserung
gebracht.
Versucht habe ich bis jetzt:
-Linearregler von 15 auf 12 Volt
-Ferritperlen am Schaltnetzteil
-LC Filter/PI Filter am Schaltnetzteil (allerdings mit
Festinduktivitäten, ist das falsch?)
Dabei hat sich nichts großartig am Ausgang geändert...
Habt ihr vielleicht eine Idee was ich noch versuchen kann? Ich würde
ungern auf konventionelle Netzteile umsteigen.
Vielen Dank schonmal!
Gruß
Paul
[1] http://www.hifi-forum.de/viewthread-103-62.html
[2]
https://www.reichelt.de/tischnetzteil-60-w-24-v-2-5-a-mw-gst60a24-p171056.html?&trstct=pos_4
[3]
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandler-tmr-3-3-w-15-v-100-ma-sil-8-tmr-3-2423wi-p193117.html?r=1
Paul R. schrieb:> ich habe mir eine Frequenzweiche ähnlich einem Thread [1] im HifiForum> auf PCB (2 lagig, beidseitig Massefläche) erstellt.
Schaltbild und Foto von DEINEM Aufbau?
versuche es doch einfach mit einen Trafonetzteil.
Schaltnetzteile haben meiner Ansicht nach in solchen empfindlichen
Geräten nichts zu suchen.
Bei dem geringen Leistungsbedarf einer Frequenzweiche bringen sie auch
keine Vorteile mehr, eher nur Nachteile.
Schaltnetzteile für solche Anwendungen müssen extrem aufwendig an den
Schnittstellen geblockt und insgesamt geschirmt werden.
Ralph Berres
Paul R. schrieb:> Angehängt findet ihr mein Layout
Es ist ein alter Aberglaube:
Massefläche und alles wird gut.
Jeglicher Strom, der über Masse fließt, erzeugt zwangsläufig einen
Spannungsabfall, der sich über die gesamte Massefläche ausbreitet. Diese
Spannung sehen die Verstärker an ihren Eingängen...
Sven S. schrieb:> Jeglicher Strom, der über Masse fließt, erzeugt zwangsläufig einen> Spannungsabfall, der sich über die gesamte Massefläche ausbreitet. Diese> Spannung sehen die Verstärker an ihren Eingängen...
Es kommt darauf an wo man den Masseanschluss der Bertiebsspannung
vorsieht.
Grundsätzlich sollte die Masse der Betriebsspannung in der Nähe der
Stufe liegen, wo der Ausgang ist.
Bei HF Schaltungen bin ich mit möglichst geschlossener Massefläche auf
einer Layoutseite immer gut gefahren. Bei NF Schaltungen meistens auch,
wenn man obiges beachtet.
Aber ich käme nie auf die Idee bei einer Schaltung bei welchen Pegel im
Mikrovoltbereich schon störend sind ein SNT einzusetzen.
Ralph Berres
Das 3. Oszillographenbild zeigt die typ Schwingung eines Sperrwandlers
im lückenden Betrieb der die meiste Zeit im Leerlauf vor sich hin
klingelt. Die Wiederholfrequenz sehe ich da bei 1/40us - also 25kHz.
Ist zwar nicht besonders schön, aber immer noch oberhalb des hörbaren
Bereiches. D.h. die Quelle der hörbaren Töne hast Du damit nicht
gemessen.
Du solltest Dich also auf die Suche nach ripple-Spannungen im
Audio-Bereich machen - gut möglich dass der kleine +/- Wandler hier
stört.
Ralph B. schrieb:> Aber ich käme nie auf die Idee bei einer Schaltung bei welchen Pegel im> Mikrovoltbereich schon störend sind ein SNT einzusetzen.
Ich schon. Allerdings sollte man darauf achten, dass selbiges bei
kleiner Last nicht in den "Burst-Modus" verfällt und hierbei
Störfrequenzen im kHz-Bereich absondert.
Auf dem ersten scope-plot sehe ich eine längere Lücke - das könnte die
Ursache für die hörbaren Störungen sein. Sieht so aus, als ob das SNT
unterfordert ist, belaste mal etwas stärker und die Frequenz wird sich
erhöhen.
Die Schaltung ist für +-12 ausgelegt. Wie machst du das mit deinem 24V
Schaltnetzteil?
Thomas
Thomas schrieb:> Die Schaltung ist für +-12 ausgelegt. Wie machst du das mit deinem 24V> Schaltnetzteil?>
OK über sehen du hast DC DC Wandler angeschlossen.
Zeig mal deine Beschaltung des Wandlers
Thomas
Thomas schrieb:> Die Schaltung ist für +-12 ausgelegt. Wie machst du das mit deinem 24V> Schaltnetzteil?Paul R. schrieb:> Zur Spannungsversorgung nutze ich jedoch kein konventionelles Netzteil,> sondern ein 24V Schaltnetzteil [2] von Mean Well. Ein DC/DC Wandler von> Traco Power [3] erzeugt daraus +/- 15 Volt für die OPVs.
Auch noch 2 Schaltwandler in der Audioschaltung. Man hätte ja einen
einfachen Rail-Splitter nehmen können, der muss ja kaum Strom
liefern/aufnehmen.
Auf dem PCB kann ich leider nichts erkennen, blau wird sofort übermalt
und grau auf rot ist nicht lesbar. Mach mal 3 Bilder.
Ich sehe im Schaltplan keine Stromversorgung. Sehr oft werden die +/-12V
direkt am OPV mit je 100R/100nF gegen GND abgeblockt.
nachtmix schrieb:> Schaltbild und Foto von DEINEM Aufbau?
Ja, Schaltplan und PCB sind von meinem Aufbau.
Thomas schrieb:> Die Schaltung ist für +-12 ausgelegt. Wie machst du das mit deinem 24V> Schaltnetzteil?Mark S. schrieb:> Auf dem ersten scope-plot sehe ich eine längere Lücke - das könnte> die> Ursache für die hörbaren Störungen sein. Sieht so aus, als ob das SNT> unterfordert ist, belaste mal etwas stärker und die Frequenz wird sich> erhöhen.
Die Platine ist für ein selbstgebautes 2.1 Soundsystem gedacht. Die 24
Volt speisen noch ein Bluetooth Modul und 3 China Class D Verstärker
(bei 24V fühlen die sich am wohlsten). Das Setup (ohne BT Modul) wurde
getestet, wobei auch bei höheren Lautstärken das Störgeräusch nicht
verschwindet, sondern nur übertönt wird.
Thomas schrieb:> OK über sehen du hast DC DC Wandler angeschlossen.> Zeig mal deine Beschaltung des Wandlers
Die Beschaltung befindet sich auf der 2. Seite des Schaltplanes (in der
Vorschau wird nur eine angezeigt)
ArnoR schrieb:> Auch noch 2 Schaltwandler in der Audioschaltung. Man hätte ja einen> einfachen Rail-Splitter nehmen können, der muss ja kaum Strom> liefern/aufnehmen.
Das ist tatsächlich das erste Mal, dass ich von einem Rail-Splitter
höre. Ich werde mich dazu mal belesen.
Ich werde mal versuchen die Schaltung mit einem ollen Statron
Labornetzteil zu versorgen, dann könnte ich zumindest den DC/DC Wandler
ausschließen.
Paul R. schrieb:> Die 24> Volt speisen noch ein Bluetooth Modul und 3 China Class D Verstärker> (bei 24V fühlen die sich am wohlsten).
Das sieht sehr nach Ärger aus, spricht Erdschleifen. Der DCDC dürfte
eine galvanische Trennung haben, nur scheinst Du diese zunichte gemacht
zu haben. Der GND der Schaltung gehört auf alle Fälle vom GND der
Stromversorgung getrennt. Gleiches gilt für das BT-Modul.
Peter D. schrieb:> Das sieht sehr nach Ärger aus, spricht Erdschleifen. Der DCDC dürfte> eine galvanische Trennung haben, nur scheinst Du diese zunichte gemacht> zu haben. Der GND der Schaltung gehört auf alle Fälle vom GND der> Stromversorgung getrennt. Gleiches gilt für das BT-Modul.
Das Problem ist leider, dass ich die galvanische Trennung überbrücken
MUSS. Die Verstärker lassen sich leider nicht mit symmetrischen Signalen
füttern, weshalb ich alle Massen verbinden muss. Nur die BT-Modul Masse
ist getrennt weil es mir eh symmetrische Signale ausspuckt welche ich in
unsymmetrische wandle.
Sven S. schrieb:> Nö.> Nur der physische Aufbau zählt.
Der DC/DC Wandler (mit U$2 bezeichnet) ist an einen doppelreihigen
Pinheader links daneben angeschlossen. Jumper stellen die Verbindung zur
Versorgungsspannung ("Power") her.
UPDATE:
Habe gerade mal alles an das Labornetzgerät gehängt. Ergebnis:
Keine Störgeräusche mehr. Der DC/DC Wandler macht also keine Probleme.
Also muss es am Schaltnetzteil liegen.
Ich hatte auch mal ein anderes Schaltnetzteil angeklemmt, was zu
gleichen Störgeräuschen geführt hat.
Ich würde das Störgeräusch außerdem auf ca. 500 Hz schätzen (Vergleich
mit Handy Frequenzgenerator), was sich mit der Periode der Spike-Pulse
im 2. Oszibild deckt.
Könnte ich das nicht mit einem simplen LC - Filter rausfiltern? Mir ist
nur nicht ganz klar welche Induktivität dazu sinnvoll ist..
Festinduktivitäten ja oder nein?
Vielen Dank schonmal für eure bisherigen Antworten! Hätte nicht gedacht
das das hier so fix geht :)
Paul R. schrieb:> Ich hatte auch mal ein anderes Schaltnetzteil angeklemmt, was zu> gleichen Störgeräuschen geführt hat.
Mal MEHR belastet? Es könnte sich etwas ändern.
> rausfiltern?
Filter ist immer die mühsamste Möglichkeit ein Signal zu
verschlimmbessern. Die Ursache liegt im SNT und evtl. in dessen
Entstörschaltung. Es gibt auch "schöne" Masseschleifen...
Paul R. schrieb:
>Habt ihr vielleicht eine Idee was ich noch versuchen kann?
Schaltwandler im Plastikgehäuse ist schon mal Mist.
Die gehören HF-dicht in Matallgehäuse und alle Leitungen
die da rein und rausgehen verblockt. Durchführungskondensatoren
durchs Blech einlöten.
Siehe hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Durchf%C3%BChrungskondensator
Oder am besten auf Schaltwandler verzichten und
lineare Regler benutzen.
Das Problem sind nachlesbare Tatsachen:
Unterforderte Schaltnetzteile gehen in den "lückenden Betrieb".
Gegenmaßnahme: Eine Grundlast abrufen, die das sicher vermeidet:
Stromverschwendung.
Die Stromersparnis gegenüber einem Trafonetzteil ist bei kleiner
Last eben nicht so doll, wo es hier nur um (im Mittel) < 50 mA
für die ganze Schaltung geht!
Das Meanwell-Netzteil kann 24 V / 2,5 A liefern und wird bei etwa
einem 50stel seiner Nennlast betrieben. Den optimalen Wirkungsgrad
von 90% hat es dabei GANZ bestimmt nicht. Wahrscheinlich < 50%.
Das kriegt man auch mit einem "analogem" Netzteil hin!
Zumindest den Trafo solltest du aber auch dabei nicht zu dicht an
der Audio-Schaltung platzieren.
oszi40 schrieb:> Mal MEHR belastet? Es könnte sich etwas ändern.
Ich habe mir mal einen Leistungswiderstand bestellt. Ich bin gespannt.
Zumindest für dieses Projekt werde ich jetzt wohl doch auf einen
Ringkerntrafo ausweichen...
Ich habe allerdings noch nie ein "konventionelles" Netzteil selber
zusammengestellt.
Meine Planung sieht wie folgt aus:
Sicherung -> Trafo -> Gleichrichter -> Siebungs-Elkos -> Linearregler
Das ist doch der Standardaufbau, oder?
Den maximalen Leistungsverbrauch würde ich mal auf 50W festsetzen.
Folgenden Trafo habe ich mir ausgeguckt:
https://www.reichelt.de/ringkerntrafo-50-va-2x-15-v-2x-1-66-a-rkt-5015-p15279.html?&trstct=pol_8
Was würdet ihr mir da für einen Brückengleichrichter empfehlen? Oder
doch lieber Gleichrichterdioden? Ich würde einen Gleichrichter verwenden
wollen, wie in Option C bei
http://www.thel-audioworld.de/module/Netzteil/Infos.htm
Bei den Elkos habe ich die Faustformel gefunden: 1000uF pro 1A
Also würde ich mit etwas Puffer mal ca. 5000uF pro Zweig veranschlagen.
Pro Zweig würde ich dann noch einen 7812 Regler dahinterschalten.
Dann komme ich mit beiden Spannungen zusammen genau auf 24V...
Macht das soweit Sinn?
Günter Lenz schrieb:> ...
Man kann Switcher auch sehr "leise" bauen. (Sanfte Schaltvorgänge,
auch Betrieb in einem ausgesuchten Frequenzbereich - bei störarmem
Aufbau, und/ oder entspr. Filterung, etc., pp.)
Wie immer wird allerdings auf dieser Welt nicht getan,
was nicht auch speziell gefordert (bzw. bezahlt) wird.
Jedoch kommen Switcher teils auch in Frage, wo Du sie ausschließt.
eher einen 7812 und einen 7912. Nach dem Gleichrichten und glätten
steigt die Spannung um ca. 30% an. Also lieber keinen 12V Trafo nehmen,
sonst müssen die beiden Spannungsregler viel in Wärme umsetzen. Schau
mal ob du einen mit 2x 10V findest, wenn du nicht viel Strom brauchst
dürften 1V Dropsspannung reichen. Sie Datenblatt deiner Regler.
Günter Lenz schrieb:> Paul R. schrieb:>>Habt ihr vielleicht eine Idee was ich noch versuchen kann?>> Schaltwandler im Plastikgehäuse ist schon mal Mist.> Die gehören HF-dicht in Matallgehäuse und alle Leitungen> die da rein und rausgehen verblockt. Durchführungskondensatoren> durchs Blech einlöten.>> Siehe hier:>> https://de.wikipedia.org/wiki/Durchf%C3%BChrungskondensator>> Oder am besten auf Schaltwandler verzichten und> lineare Regler benutzen.
Da spricht ja der vollste der Fachmann....
Wenn Du wüsstest wie leise man Schaltnetzteile bauen kann... und wenn Du
wüsstest wie relativ einfach es ist ein SNT mit einer Schaltfrequenz
weit über dem Audiobereich gegenüber einer Audioschaltung zu entkoppeln
dann würdest Du nicht sowas schreiben.
Allerdings sollte das SNT zur Last passen, ebenso wie ein 10W Netzteil
nicht zu einem 500W PMPO-Krawalldings paßt taugt ein 100W SNT nicht zu
einer 10W Last.
PS - auch die besten Kondensatoren helfen nicht wenn nicht irgendeine
brauchbare Impedanz vorhanden ist. Also L oder noch besser Ferrite
vorsehen, damit der C auch was helfen kann...
Paul R. schrieb:> Versucht habe ich bis jetzt:> -Linearregler von 15 auf 12 Volt ...
Schau Dir nochmals die Masseverhältnisse an. Manches SNT hat ist Schuko
und manches nicht. Deins=?
MiWi schrieb:
>Wenn Du wüsstest wie leise man Schaltnetzteile bauen kann... und wenn Du>wüsstest wie relativ einfach es ist ein SNT mit einer Schaltfrequenz>weit über dem Audiobereich gegenüber einer Audioschaltung zu entkoppeln>dann würdest Du nicht sowas schreiben.
Ich habe ja nicht angezweifelt, daß das geht.
Es gibt Hersteller die das können und es gibt
Hersteller die das nicht können oder nicht
wollen. Oder Leute die es selber versuchen und
es nicht schaffen oder den Aufwand scheuen, die
sollen eben am einfachsten ein Linearregler benutzen.
Ein Schaltnetzteil soll ja nicht nur eine
Audioschaltung nicht stören sondern auch keine
HF-Störungen verursachen. Da reicht es nicht
einfach die Schaltfrequenz über den Audiobereich
zu bringen.
Günter Lenz schrieb:> Da reicht es nicht einfach die Schaltfrequenz über den Audiobereich> zu bringen.
Paul schrieb ja, daß es nicht die Schaltfrequenz ist. Es wird wohl eher
stottern weil die Last zu wenig ist. Auf welchem Weg das Übel sich dann
verbreitet wäre noch zu erforschen. Ein paar Stütz-Cs wird er wohl
haben.
Noch ein paar weniger bekannte Details. Schaltnetzteile emmitieren
Stoerungen auf verschiedenen Zeitskalen. Die niedrigste ist im
lueckenden Betrieb. Die Kriegt man weg mit einem Filter und LDO
Spannungsregler.
Dann auf der effektive Schaltfrequenz, um die 100kHz. Die sollte man
auch mit Filtern fuer diesen Frequenzbereich wegkriegen, sofern man die
GND Fuehrung richtig macht. Also keinen Strom ueber die empfindliche
Elektronik fliessen laesst. Also sternfoermisger GND.
Die am wenigsten Beachteten sind die Umschaltspitzen, welche je nach
Oszilloskop ein paar duzzend ns bis ein paar ns langs sind. Ja, deren
Energie ist klein, und sie treten auch nur alle paar us auf. Aber ..
deren Frequenzen reichen in die GHz, und lassen sich nicht einfach so
filtern. Ohne HF Aufbau, tauglich bis GHz soewieso nicht. Sie gehen also
voll duch auf die Schaltung. Deren Effekt : auch wenn der OpAmp zu lahm
ist fuer solche Frequenzen, werden si trotzdem in der eingangsstufe
gleichgerichten und fuehren zu temporaeren Offsetspannung.
Offsetspannung, die eine Zerfallszeit entsprechen der Geschwindigkeit
der Schaltung haben. Sie erscheinen als Offsetschritte im 100kHz Raster,
ebenso wie im Lueckbetrieb-Raster.
Die Gegenmassnahme : Lownoise Schaltnetzteile. Duch langsamere Flanken,
kontrollierte Flanken, lassen sich diese Umschaltspitzen unterdruecken.
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