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Forum: HF, Funk und Felder Induktivität optimieren an USB-Gerät


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Autor: Hen3x (Gast)
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Hallo,

kann ich mit diesem Beitrag hier ins HF-Forum ziehen?
Beitrag "Was ist das? Eine Soundkarte im Stecker?"

Es geht um eine Art USB-Soundkarte, mit der man eine E-Gitarre oder 
E-Bass praktischerweise direkt an einen PC anschließen kann.
Das ganze funktioniert ansich prima, es sind aber störende 
Quietschgeräusche im Hintergrund zu hören.

Bei der weiteren Untersuchung ist aufgefallen, dass L3 (oranger Pfeil im 
Bild) einen großen Einfluß auf die Lautstärke des störenden Quietschens 
hat (die anderen Induktivitäten auf dem PCB haben dagegen kaum einen 
Einfluss darauf).

Aktueller Stand der Dinge:
Wenn man L3 überbrückt, steigt das Quietschen ungefähr auf die doppelte 
Lautstärke an.

-Ersetzt man die Original-Induktivität L3 durch 100uH, verzwanzigfacht 
sich das Quietschen ungefähr.

-Ersetzt man die Original-Induktivität L3 durch 10uH, verzehnfacht sich 
das Quietschen ungefähr.

-Ersetzt man die Original-Induktivität L3 durch 0,22uH, verdreifacht 
sich das Quietschen ungefähr.

-Ersetzt man die Original-Induktivität L3 durch 0,11uH (2x 0,22uH 
parallel), verdoppelt sich das Quietschen ungefähr.


Mein LC-Meter sagt, die Original-Induktivität L3 ist unter 1uH groß 
(genauere Angaben sind mit dem Gerät leider nicht mehr möglich).


Idee:
Wenn man L3 optimiert, lässt sich das störende Hintergrundquietschen 
vielleicht noch weiter Verringern.

Absicht:
Vor allem würde ich gerne verstehen, warum sich L3 so verhält wie oben 
beschrieben.


Fragen an die HF-Beflissenen hier im Unterforum:

Ist es sinnvoll, L3 immer weiter zu verkleinern, bis ein optimaler Wert 
zur Störunterdrückung (Hintergrundquietschunterdrückung) gefunden ist?

Lohnt es sich, bei so kleinen Werten (offensichtlich L < 0,11uH) 
Luftspulen zu testen?

Kommen möglicherweise noch andere Faktoren in Frage wie z.B. dämpfende 
Faktoren (dämpfende Kernmaterialien, Serienwiderstände etc.)?

Autor: Hen3x (Gast)
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Autor: OS (Gast)
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Hen3x schrieb:
> Vor allem würde ich gerne verstehen, warum sich L3 so verhält wie oben
> beschrieben.

Das kannst Du nur klären, wenn Du ein Datenblatt des ICs hast der dort 
verbaut ist.
Es sind auch noch Andere " Induktivitäten " drauf, was machen Die.
Da gibt es noch eine L3, könnte das Abbild zur L6 sein für den zweiten 
Kanal.
Nur ohne Datenblatt schwer zu sagen.
Es auch nicht eine reine Induktivität sein, sieht mehr nach einer
Ferrite Bead aus.

Autor: Hen3x (Gast)
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Hallo Os,

leider konnte der IC-Typ bisher nicht identifiziert werden, deswegen ist 
auch kein Datenblatt vorhanden.

Ich vermute, der Chip macht normalerweise Stereo, was man für eine 
E-Gitarre/Bass nicht braucht, deshalb sind die Stereoeingänge 
zusammengeschaltet (und C3, L5 entsprechend unbestückt).

OS schrieb:
> sieht mehr nach einer
> Ferrite Bead aus.

Danke für den Hinweis, dann tippe ich auf sowas:
https://de.wikipedia.org/wiki/SMD-Ferrit


Die anderen Induktivitäten kann man überbrücken, ohne dass etwas 
hörbares passiert. Nur bei besagtem L3 wird das Störpiepen nach 
Überbrückung lauter (und wie schon beschrieben noch lauter, wenn man 
eine normale Induktivität > ca. 0,05uH einsetzt).

Autor: nachtmix (Gast)
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Hen3x schrieb:
> es sind aber störende
> Quietschgeräusche im Hintergrund zu hören.

Mit angeschlossener E-Gitarre, oder ohne?
Was ist, wenn der Eingang nur mit einem Widerstand (1k..10k) 
abgeschlossen ist?

Evtl. überlagert sich der USB-Takt mit der Abtastfrequenz des ADC oder 
es koppelt ein hochfrequentes Magnetfeld in den induktiven Tonabnehmer 
ein.

Ich empfinde es jedenfalls als einigermaßen mutig irgendwelche Bauteile 
mit unbekannter Funktion einfach zu überbrücken. Wenn solch ein L zu 
einem Spannungswandler gehört, dürfte der zugehörige Schalttransistor 
dieses Experiment kaum überleben.

Autor: Hen3x (Gast)
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Derzeit Eingang mit 10k Festwiderstand kurzgeschlossen (direkt am 
PCB-Eingang, Kabel ist abgelötet).

nachtmix schrieb:
> Evtl. überlagert sich der USB-Takt mit der Abtastfrequenz des ADC

Könnte gut sein, siehe Spektrum im Anhang. USB macht, glaube ich, 
1kHz-Störungen (jedenfalls mal irgendwo gelesen).


Das kann man im vorliegenden Fall schon wagen, zumal keine Ts auf dem 
PCB sind, nur der Chip.

Autor: soso... (Gast)
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Hen3x schrieb:
> Kommen möglicherweise noch andere Faktoren in Frage wie z.B. dämpfende
> Faktoren (dämpfende Kernmaterialien, Serienwiderstände etc.)?

Ja. Das ist ein höchstwahrscheinlich ein "Ferritbead" (oder 
"Ferritperle") in SMD-Bauform, d.h. eine Spule mit Kernmaterial, das bei 
hohen Frequenzen sehr hohe Verluste hat - und damit wirkt das Bauteil 
dort als ohmscher Widerstand (-->hohe Dämpfung). Mit hohen Ferquenzen 
meine ich z.B. 10 oder 100MHz bis teils hinauf zu 5GHz. Die eigentliche 
Induktivität ist für die Funktion fast nicht relevant.

Beispiel für ein solches:
https://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/742792608.pdf

Wenn du auf S2 schaust, siehst du, dass sich das Bauteil bei kleinen 
Frequenzen wie eine Spule verhält, bei solchen weit über 100MHz aber 
zunehmend wie ein ohmscher Widerstand. Und für solche Frequenzen 
verwendet man sowas.

Die Ferritbeads werden nach Impedanz verkauft. Du findest Angaben wie 
60Ohm @ 100MHz und so weiter.

Du kannst versuchen, Ferritbeads mit höherer Impedanz zu verbauen. 
Bestell dir ein paar, und probiers aus, die sind nicht teuer.

Feststellen, was aktuell verbaut ist, ist ohne teure Messtechnik quasi 
unmöglich. Da benötigst du einen Gerät, dass Xl und R be MHz-GHz messen 
kann. Probieren ist die beste Möglichkeit. Die Unterschiede sind riesig, 
es gibt tausende unterschiedlicher Ferrite, und viele verschiedene 
Kernmaterialien. Das ist eine Wissenschaft für sich.

Für dich wäre die Impedanz bei 100MHz und die Stromtragfäigkeit dsa 
Kriterium.

Autor: Hen3x (Gast)
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soso... schrieb:
> Du kannst versuchen, Ferritbeads mit höherer Impedanz zu verbauen.
> Bestell dir ein paar, und probiers aus, die sind nicht teuer.

Danke für die Infos, sehr gute Idee!


In der Zwischenzeit habe ich eine andere Lösung gefunden, siehe Bild.

Wenn man L6 über ein Kabel (also unter Umgehung der Kupferfläche) mit L1 
verbinden, senkt sich der Störpegel etwas.
Wenn man L6 dagegen komplett rausschmeißt und direkt mit L1 verbindet 
wie im Bild, senkt sich der Störpegel deutlich.
Ich denke, so lässt sich schon mal mit dem Gerät arbeiten und wenn die 
Test-Ferritbeads eingetroffen sind, kann man eine neue Testreihe 
beginnen.



Kann man eigentlich auch etwas an den USB-D-Leitungen machen, um deren 
Störungen zu vermindern? z.B. mit kleinen Widerständen und kleinen 
Kapazitäten 'abblocken'?

Autor: soso... (Gast)
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Hen3x schrieb:
> Kann man eigentlich auch etwas an den USB-D-Leitungen machen, um deren
> Störungen zu vermindern? z.B. mit kleinen Widerständen und kleinen
> Kapazitäten 'abblocken'?

Können schon. Empfehlenswert ist es nicht.

Wenn du sicher weißt, dass das Fullspeed ist, dann kannst du ja mal 
Serienwiderstände einfügen. So 22Ohm oder so.

Vermutlich ist das eher kontraproduktiv.

Dein Test impliziert, dass die Störungen zu dem Pin herauskommen, wo C4 
als Entkoppelkondensator liegt. Daher würde ich eher mal versuchen, hier 
mal Kondensatoren parallel zu schalten. Die Baugröße deutet auf etwas im 
µF-Bereich hin.
Da könnte eine 100nF oder dergleichen huckepack auf C4 vielleicht 
helfen.

Besser wäre eine gescheite Platine. Such mal was basierend auf dem guten 
alten PCM2912A zum Beispiel, von dem weiß ich, dass man damit 
vernünftige USB-Audio-Sticks hinbekommt.

Autor: Martin H. (horo)
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soso... schrieb:
> Such mal was basierend auf dem guten
> alten PCM2912A zum Beispiel, von dem weiß ich, dass man damit
> vernünftige USB-Audio-Sticks hinbekommt.

z.B. sowas: https://www.thomann.de/de/behringer_ucg102.htm
Und wenn es noch leiser sein soll, kann man den tunen:
https://spektralfunktion.wordpress.com/2015/04/18/tuning-a-cheap-usb-audio-interface/

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