Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zweimal USB Audio Crossfader


von Gustl B. (-gb-)


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Hallo,

ich plane derzeit ein kleines externes Gerät zu bauen das folgende 
Eigenschaften hat:
Zwei USB Anschlüsse mit Spannungsversorgung.
Je USB einen Stereo Audio Codec mit DAC.
Dahinter dann ein Crossfader und eine Klinkenbuchse oder stereo Chinch.

USB Buchsen habe ich, 5V liefern die Rechner.
Audio Codec habe ich auch gefunden, der hier pcm270xc 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/pcm2707c.pdf sieht sehr brauchbar aus. 
Den würde ich also zweimal auf eine Platine setzen. Dann gehen die 
beiden Stereo Audio auf Header und dann ran an einen Crossfader. Aber:
Wie mache ich das mit den unterschiedlichen Massen und Versorgungen?
Ich habe jetzt mehrere Möglichkeiten:

1. Die beiden USB galvanisch trennen und nur eines der USBs für die 
Versorgung verwenden.
2. Jeden der beiden pcm270xc von seiner USB versorgen lassen und dann 
dahinter das analoge Audio vor dem Crossfader galvanisch trennen.
3. Nur einen der pcm270xc galvanisch trennen, der Andere hat dann eben 
die Masse vom angeschlossenen Rechner.

Wie würdet ihr das bauen?

Vielen Dank!

von G4st (Gast)


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Ich schmeiß mal den ADUM3160 von Analog für die USB Trennung in den 
Raum. Vielleicht hilft dir das weiter.

Viele Grüße

von Gustl B. (-gb-)


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Ja, solche Steine gibt es. Jetzt ist nur die Frage was ich machen soll:

Einen der Beiden USBs trennen oder beide trennen? Wie mache ich das mit 
der Versorgung, die Hardware soll von USB versorgt werden und zwar egal 
von welchem. Gibt es da eine schöne Schaltung die das erfüllt?

von Frank K. (fchk)


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Im Prinzip gibts das alles schon:

Nimm zwei davon:
https://www.terratec.de/details.php?artnr=10542

Da kommt an Ausgang SPDIF über TOSLINK raus. Ist also per Definition 
schon galvanisch isoliert. Die beiden TOSLINKs kannst Du dann digital 
oder analog mixen und ausgeben.

Viele PCs haben eh schon SPDIF-Ausgänge. Da entfiele dann der 
USB-Adapter komplett.

fchk

von Gustl B. (-gb-)


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Schön, aber um die Toslinks zu mixen brauche ich entweder einen Stein 
mit zwei Toslink eingängen oder wieder zwei DACs mit je einem Toslink 
Eingang. Das wird mir zu komplex, ich hätte das gerne in möglichst 
einfach und am liebsten nur mit zwei USB Audio Codec ICs. Meinetwegen 
zusätzlich noch ein ADUM und eine DCDC Trennung der Versorgung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Gustl B. schrieb:
> Jetzt ist nur die Frage was ich machen soll:
> Einen der Beiden USBs trennen oder beide trennen?

Das weißt nur du. Ist es OK wenn Audio-GND == USB-GND? Und ist es egal, 
ob es das GND von USB1 oder USB2 ist? Wirklich universell wird es, wenn 
du beide USB galvanisch trennst. Aber auch aufwendiger.

> Wie mache ich das mit der Versorgung, die Hardware soll von USB
> versorgt werden und zwar egal von welchem.

Na ist doch klar. Wenn du nur einen USB isolierst, dann von dem anderen. 
Sonst brauchst du halt noch einen isolierenden DC-DC Wandler.

von Gustl B. (-gb-)


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Axel S. schrieb:
> Wirklich universell wird es, wenn
> du beide USB galvanisch trennst. Aber auch aufwendiger.

Ja, dann habe ich aber danach zweimal Audio mit unterschiedlichen 
Massen. Wie mache ich das dann mit dem Crossfader und der Klinkenbuchse?

Axel S. schrieb:
> Sonst brauchst du halt noch einen isolierenden DC-DC Wandler.

Richtig. Mein Problem ist eher wenn beide USB eingesteckt sind. Dann 
muss ich ja irgendwie automatisch entscheiden, dass nur eine der 
Versorgungen verwendet wird. Wie macht man das?

von Thomas Z. (usbman)


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Gustl B. schrieb:
> Richtig. Mein Problem ist eher wenn beide USB eingesteckt sind. Dann
> muss ich ja irgendwie automatisch entscheiden, dass nur eine der
> Versorgungen verwendet wird. Wie macht man das?

Wenn du es richtig machen willst, nimm einen Controller der zwei Audio 
streams über einen Usbanschluss routet. Mit den richtigen Descriptoren 
ist das überhaupt kein Problem. Du hast dann sogar die Wahl zwischen 
Mehrkanal Audio oder eben mehreren Soundkarten. Hab ich beides schon 
gemacht. Der TUSB3200 kann das.
Bei 16Bit 48k kann der 8 Kanäle. Dann noch 2 I2S Dawandler und fertig.

Es ist zwar etwas mehr Aufwand bei der Programmierung, allerdings nur 
noch ein USB Kabel. TI hat auf Anfrage auch Samplecode. Der Chip bootet 
von einem Eeprom hat aber auch einen external Mode.

Thomas

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Gustl B. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Wirklich universell wird es, wenn
>> du beide USB galvanisch trennst. Aber auch aufwendiger.
>
> Ja, dann habe ich aber danach zweimal Audio mit unterschiedlichen
> Massen.

Natürlich nicht. Der Audio-Krempel wird selbstverständlich GND-seitig 
verbunden. Hinter der Isolation. Du hast dann drei Massen. Die der 
beiden USBs und die vom Audio.


> Axel S. schrieb:
>> Sonst brauchst du halt noch einen isolierenden DC-DC Wandler.
>
> Richtig. Mein Problem ist eher wenn beide USB eingesteckt sind. Dann
> muss ich ja irgendwie automatisch entscheiden, dass nur eine der
> Versorgungen verwendet wird.

Sag mal, was für bescheuerte Fragen stellst du hier? Wenn beide USBs 
eingesteckt sind, ist es doch scheißegal, von welchem der beiden du den 
DC-DC Wandler speist. Das Problem ist eher, wenn nur einer davon 
eingesteckt ist. Weil das dann in 50% der Fälle der falsche sein wird.

Dann wirst du zwei DC-DC Wandler brauchen und deren Ausgangsspannung 
auf der isolierten Seite ver-ODERn müssen. Für Audio empfielt es sich 
ohnehin, Wandler nicht von 5V auf 5V zu nehmen, sondern von 5V auf z.B. 
9V. Und dann linear nachzustabilisieren respektive zu filtern. In dem 
Fall reichen dann zwei Dioden, um die beiden Ausgangsspannungen 
zusammenzufassen.

Ich halte generell deine Idee für dieses Gerät für fragwürdig. Zumindest 
wenn gefordert ist, daß die beiden USB-GND nicht verbunden sein dürfen. 
Damit machst du dir nur Ärger. Warum muß das so sein? Welches Problem 
soll das lösen?

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Thomas Z. schrieb:
> Es ist zwar etwas mehr Aufwand bei der Programmierung, allerdings nur
> noch ein USB Kabel.

Und das kann ich wie in zwei Computer einstecken?

Axel S. schrieb:
> Sag mal, was für bescheuerte Fragen stellst du hier? Wenn beide USBs
> eingesteckt sind, ist es doch scheißegal, von welchem der beiden du den
> DC-DC Wandler speist.

Natürlich ist das egal, aber es sollen wohl kaum die 5V der beiden USBs 
direkt miteinander verbunden werden und dann beide zu einem DCDC Wandler 
gehen.

Axel S. schrieb:
> Dann wirst du zwei DC-DC Wandler brauchen und deren Ausgangsspannung
> auf der isolierten Seite ver-ODERn müssen.

Genau, zwei Wandler finde ich OK, also jeweils USB Daten und Versorgung 
trennen.

Axel S. schrieb:
> Für Audio empfielt es sich
> ohnehin, Wandler nicht von 5V auf 5V zu nehmen, sondern von 5V auf z.B.
> 9V. Und dann linear nachzustabilisieren respektive zu filtern.

Qualität ist mir da nicht so irre wichtig. Die Schaltfrequenzen sind 
meist deutlich über dem Audiobereich und das ist ja nicht nur analog im 
getrennten Bereich sondern auch Digital, da kommt also sowieso etwas 
Rauschen rein.

Axel S. schrieb:
> Zumindest
> wenn gefordert ist, daß die beiden USB-GND nicht verbunden sein dürfen.
> Damit machst du dir nur Ärger. Warum muß das so sein? Welches Problem
> soll das lösen?

Ich bin mir da selber nicht so sicher. Ich habe hier zwei Rechner, 
Laptop und Mac Mini und die haben jeweils ein eigenes Netzteil. Ich weiß 
nicht ob man da einfach die Massen verbinden darf. Liegen die auf dem 
selben Potential? Ich würde gerne Ausgleichsströme über USB zwischen den 
Rechnern vermeiden und auch Brummen wenn ich von dem Gerät vielleicht 
noch mit dem Audio in einen Verstärker mit wieder eigenem Netzteil gehe.

Kannst du das einschätzen ob das übertrieben ist? Ich kann das leider 
nicht und würde daher die paar Euro mehr investieren.

von Frank K. (fchk)


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Gustl B. schrieb:
> Schön, aber um die Toslinks zu mixen brauche ich entweder einen Stein
> mit zwei Toslink eingängen oder wieder zwei DACs mit je einem Toslink
> Eingang. Das wird mir zu komplex, ich hätte das gerne in möglichst
> einfach und am liebsten nur mit zwei USB Audio Codec ICs. Meinetwegen
> zusätzlich noch ein ADUM und eine DCDC Trennung der Versorgung.

Wenn Du das so machst, wie ich Dir das sage, dann musst Du kaum etwas 
selber bauen. Was bei Deinem Know-How-Stand ehrlich gesagt auch besser 
ist.

Aus Deinem Mac Mini kommt Toslink raus. Wirklich. Da brauchst Du nichts 
mehr selber zu machen. Für den unbekannten zweiten Rechner kannst Du 
notfalls ein USB-TOSlink-Interface fertig kaufen. TOSlink-DACs kannst Du 
auch auch fix&fertig kaufen, wenn Du zu dumm bist, 
Hersteller-Datenblätter zu lesen und nachzubasteln.

Da bleibt nur noch der Crossfader als Eigenleistung übrig.

fchk

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Gustl B. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Sag mal, was für bescheuerte Fragen stellst du hier? Wenn beide USBs
>> eingesteckt sind, ist es doch scheißegal, von welchem der beiden du den
>> DC-DC Wandler speist.
>
> Natürlich ist das egal, aber es sollen wohl kaum die 5V der beiden USBs
> direkt miteinander verbunden werden und dann beide zu einem DCDC Wandler
> gehen.

Natürlich nicht. Denke doch bitte erstmal ein kleines bißchen nach, 
bevor du etwas tippst.

> Axel S. schrieb:
>> Dann wirst du zwei DC-DC Wandler brauchen und deren Ausgangsspannung
>> auf der isolierten Seite ver-ODERn müssen.
>
> Genau, zwei Wandler finde ich OK, also jeweils USB Daten und Versorgung
> trennen.

<seufz>

Und versuch wenigstens zu verstehen, was andere dir schreiben. Notfalls 
frag nach, wenn es für dich zu schnell ging.

>> Für Audio empfielt es sich
>> ohnehin, Wandler nicht von 5V auf 5V zu nehmen, sondern von 5V auf z.B.
>> 9V. Und dann linear nachzustabilisieren respektive zu filtern.
>
> Qualität ist mir da nicht so irre wichtig. Die Schaltfrequenzen sind
> meist deutlich über dem Audiobereich

Die Störungen auf Vcc der USB-Anschlüsse aber womöglich nicht. Je nach 
Auslegung und Qualität der DC-DC Wandler schlägt das gern durch.

>> Warum muß das so sein? Welches Problem soll das lösen?
>
> Ich bin mir da selber nicht so sicher. Ich habe hier zwei Rechner,
> Laptop und Mac Mini und die haben jeweils ein eigenes Netzteil. Ich weiß
> nicht ob man da einfach die Massen verbinden darf.

Na super. Deine ganze Fragerei ist gegenstandslos.

Selbstverständlich sind die GNDs von Laptop und MAC mini isoliert von 
der Netzseite. Wenn das Netzteil einen Schukostecker haben sollte (haben 
heute die wenigsten) dann ist GND maximal kapazitiv mit ein paar nF mit 
dem Schutzleiter gekoppelt. Sonst nichtmal das. Die GND-Potentiale der 
beiden Rechner darf man in jedem Fall gefahrlos verbinden.

Desktop-Rechner im Metallgehäuse mit eingebautem Netzteil, wo GND dann 
fest mit dem Schutzleiter verbunden ist, sind eine andere Hausnummer.

> Kannst du das einschätzen ob das übertrieben ist? Ich kann das leider
> nicht und würde daher die paar Euro mehr investieren.

LOL. Du sprichst hier von einer Neuentwicklung eines isolierten USB-DAC 
vs. zwei handelsüblichen USB-DAC Sticks in Verbindung mit einem Poti zum 
Überblenden.

Und warum überhaupt USB? Haben deine Rechner keinen optischen 
Audio-Ausgang? Vulgo: TOSLINK? Der ist von Haus aus isoliert. Statt 
deines 2x USB Kästchens würdest du dann ein 2x TOSLINK Kästchen 
verwenden. Braucht natürlich eine eigene Stromversorgung. Dafür ist das 
Signal wenigstens sauber.

von Gustl B. (-gb-)


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Axel S. schrieb:
> Selbstverständlich sind die GNDs von Laptop und MAC mini isoliert von
> der Netzseite.

Ja? Der Mac ist mit einem Monitor verbunden, der Laptop auch. Ist das 
GND von HDMI und DVI auch isoliert? Ethernet und Drucker hängen auch 
noch dran. Also wenn das egal ist OK, aber ich dachte mir es hat einfach 
keinen Nachteil das zu isolieren, also wieso nicht? Kostet mich nur 
etwas Zeit und Geld aber das kann ich dafür gerne opfern und vermutlich 
würde ich dabei auch mehr lernen als beim Zusammenstecken von Geräten.

Axel S. schrieb:
> Braucht natürlich eine eigene Stromversorgung.

Darauf wollte ich möglichst verzichten. Das soll eine kleine Hardware 
werden die ausser den beiden USB Kabeln nichts benötigt.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Isolieren würde ich schon wegen der Brummschleifen, aber auch andere 
Probleme kann man sich sonst einhandeln.


Mach es ganz einfach mit zwei Audio-Übertragern.
Also zwei USB-Soundkarten kaufen, die Ausgänge gehen jeweils auf einen 
Übertrager, danach das Crossfader-Poti.

Wenn es ein Einzelstück bleibt, kauf zwei fertige USB-Soundkarten:
https://www.thomann.de/de/fun_generation_ua_202.htm
19 €, geringe Latenz, ASIO4all geht.

Dazu zweimal eine DI-Box:
https://www.thomann.de/de/millenium_die_dibox_passiv.htm
10 €

Ein Crossfader-Poti
https://www.thomann.de/de/search_dir.html?oa=pra&sw=Crossfader

Dazu ein paar Kabel und Buchsen, dann alles in ein großes Gehäuse 
einbauen. z.B. von Reichelt.de

Soll es kleiner werden kannst du ja die Gehäuse der einzelnen 
Komponenten auseinandernehmen und etwas Platz sparen.

Wenn du alles "zu Fuß" aufbaust, wird es noch kleiner und ab ~10 Stück 
auch billiger, aber eben auch deutlich aufwendiger. Bei der 
Dimensionierung der Übertrager kann ich dir leider nicht helfen, "NFU 
1-1" von Reichelt könnte passen.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm und dann nach 
"Übertrager" suchen.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Gustl B. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Selbstverständlich sind die GNDs von Laptop und MAC mini isoliert von
>> der Netzseite.
>
> Ja?

Ja.

> Der Mac ist mit einem Monitor verbunden, der Laptop auch. Ist das
> GND von HDMI und DVI auch isoliert?

HDMI und DVI sind natürlich nicht isoliert, aber das GND der Monitore 
ist isoliert bzw. besser gesagt, es floated frei. Eben deswegen kannst 
du MAC und Laptop ja auch ohne weiteres direkt mit dem Monitor 
verbinden. Oder hast du da auch so ein Geschiss gemacht?

> Ethernet und Drucker hängen auch noch dran.

Dito. Ethernet könnte mit dem Schirm auf PE liegen, aber nur wenn du 
festverlegte (von einem Profi) Leitungen hast. Bezweifle ich irgendwie. 
Ansonsten sind Router und SOHO-Switche typisch auch schutzisoliert.

> ich dachte mir es hat einfach keinen Nachteil das zu isolieren

Nachteil? Nur kostenmäßig. Selbstverständlich kann man zusaätzlich zu 
Gürtel und Hosenträgern die Hose auch noch festkleben. Oder antackern.

Was willst du eigentlich mit dem Audio-Signal nachher machen? Doch 
vermutlich in eine Anlage/Receiver/Verstärker einspeisen. Das wäre 
dann ein Kandidat für eine direkte Schutzleiterverbindung. Über das 
Antennenkabel nämlich. Vermutlich wäre es viel sinnvoller, dein 
Crossover eben da einzubauen. Und das Audio wie schon mehrfach geraten 
digital optisch anzuschließen.

> etwas Zeit und Geld aber das kann ich dafür gerne opfern und vermutlich
> würde ich dabei auch mehr lernen als beim Zusammenstecken von Geräten.

Mit Sicherheit. Nur erkenne ich bei dir keinerlei Ambitionen, etwas zu 
lernen. Denn dann wärest du längst mal losgezogen und hättest dich 
informiert, wie so ein USB-Isolator aufgebaut ist. Mit einem simplen 
Trafo ist es da nicht getan.

von -gb- (Gast)


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Na wenn dir meine Fragen zu dumm sind, dann antworte doch einfach nicht.

Axel S. schrieb:
> HDMI und DVI sind natürlich nicht isoliert, aber das GND der Monitore
> ist isoliert bzw. besser gesagt, es floated frei.

Das habe ich dann mal nachgemessen und DVI Masse ist mit ca. 3 Ohm nach 
Erde verbunden. Das USB im Monitor (ein Hub) ist mit 2,4 Ohm nach Erde 
verbunden. Also der Schirm der Buchse.

Lass mich das doch einfach isolierten. Meine Frage war auch gar nicht ob 
man isoliert sondern wo man das am sinnvollsten macht. Ich muss ja nicht 
unbedingt das USB isolieren sondern könnte auch das analoge Audio 
dahinter isolieren.

von Gustl B. (-gb-)


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So, jetzt habe ich meinen defekten Mixer mal zerlegt. Es ist ein Reloop 
IQ2+. Da ist eine kleine Platine drinnen mit zwei PCM2900E drauf. Die 
wird auch einzeln, also ausgebaut am PC erkannt. Die Massen sind hier 
nicht getrennt sondern verbunden.
Wenn ich den Mixer angeschlossen habe und auch eingeschaltet habe und 
einen USB-Stecker einstecke sehe ich kleine Funken wenn die Schirmungen 
sich berühren. Ja, gut, also hat jetzt lange funktioniert, hat auch 
nicht gebrummt bei zwei angeschlossenen PCs, aber irgendwie habe ich da 
schon Bedenken oder ist das OK das so zu bauen?
Ich werde zwei PCM2707C verwenden weil ich dann auch I2S oder S/PDIF 
herausführen kann.

von Gustl B. (-gb-)


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Moin, hier Beitrag "USB Audio (mini) Mixer" ist der Ersatz 
für den Reloop Mixer.

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