Servus, ich habe mir einen Class D Verstärker gebaut mit I2S input.
Dieser soll in ein Metallgehäuse. Nun habe ich ein paar EMV Probleme..
I2S Bitclock sind 3MHz, PWM sind 384kHz. Ich vermute das die PWM auf das
I2S Signal einkoppeln und es somit gelegentlich zu kurzen Aussetzern im
Audio kommt.
Ich überlege einen Schirm um den I2S Teil machen und den Schirm dann
anschließend auf die PWM Masse legen oder doch auf PE oder I2S Masse?
Laut meinem Verständniss müsste der Schirm doch auf der Masse des
störenden Signals liegen.. richtig?
Zweite Frage: wäre es legit wenn ich PE + PWM Masse auf das Gehäuse lege
um eine Abstrahlung durch das Gehäuse nach außen zu verhindern oder
sollte man doch lieber keine anderen Massen mit dem PE zusammen bringen?
MFG
Gee schrieb: Ich vermute das die PWM auf das
> I2S Signal einkoppeln und es somit gelegentlich zu kurzen Aussetzern im> Audio kommt.
So ist das mit EMV, man startet mit Vermutungen. Das Gehäuse würde ich
mit dem I2S-GND verbinden. Das könnte funktionieren sofern Deine Annahme
stimmt.
Störungen über PE ableiten wird bei einer Messung der leitungsgebundenen
Störungen auf der Steckdose zusätzliche Probleme schaffen. Ist aber für
private Anwendungen nicht kriegsentscheidend. Wird aber Dein Problem
vmtl nicht lösen.
Mark S. schrieb:> Gehäuse würde ich> mit dem I2S-GND verbinden
Waaaaas? Das würde ja nur bewirken das die I2S Signale die selbst eh
keine Nennenswerten Störungen aussenden da nur 3,3V Pegel die andren
Komponenten nicht stören können.. Ich will eher verhindern das mir der
384kHz PWM (bis zu 65V) in das I2S Signal einkoppelt. Der Schirm Sollte
doch auf der Masse des Störsenders liegen oder etwa nicht?
In so einem Fall solltest du erst einmal ermitteln (messen) was genau
bei diesem Fehler passiert.
Dann musst du rauszufinden ob es leitungsgebunde oder abgestrahlte
Störungen sind.
Dann musst du ermitteln wer diese Störung verursacht und wiso.
Besser ist es die Ursache der Störungen zu eliminieren, als andere
Schaltungsteile von den Störungen abzuschirmen.
EMV stellt immer einen Kompromiss zwischen Störaussendung und
Störfestigkeit dar.
Wenn ein Class-D Verstärker stört, dann ist es fast immer ein Problem im
Bereich Stromversorgung und PWM-Leistungsteil vom Verstärker IC/MOSFET-
H-Brücke/LC Filter. Besonders kritisch ist hier das Layout.
Der Teil der Ansteuerung sollte vom Leistungsteil komplett entkoppelt
sein, eigentlich so aufgebaut als wäre es ein eigenständiges Gerät. Um
dies zu erreichen wird sogar manchmal das I2S Signal nicht elektrisch an
den Verstärker angekopplet sondern über LWL.
H. B. schrieb:> leitungsgebunde oder abgestrahlte> Störungen sind.
Abstrahlend
H. B. schrieb:> musst du ermitteln wer diese Störung verursacht und wiso
Leistungs PWM
H. B. schrieb:> Besser ist es die Ursache der Störungen zu eliminieren, als andere> Schaltungsteile von den Störungen abzuschirmen.
Da gebe ich dir vollkommen Recht.. das ist nur nicht so einfach zu
erreichen, da alles in einem Gehäuse ist.
H. B. schrieb:> Der Teil der Ansteuerung sollte vom Leistungsteil komplett entkoppelt> sein
Ist elektrisch komplett getrennt.
Habe gemerkt das ich versäumt habe die I2S Eingänge mit einem
RC-Paralell Glied zu entstören, denke das wird die Probleme beseitigen.
ich werd mal 10k und 18pF versuchen, zusätzlich würde ich gerne noch die
Lautsprecherleitungen von der Platine zum Terminal zu Schirmen damit
diese nicht nach außen Stören können
Gee schrieb:> legen zusammen mit PE oder ist das
Wir sehen den Aufbau jetzt nicht. Eine lange Leitung kann auch eine
schöne "Antenne" werden. Den RICHTIGEN Massepunkt finden ist nicht immer
einfach.
Gee schrieb:> kann ich bedenkenlos meine Lautsprecher Masse aufs Verstärkergehäuse legen
Mechanisch: nur dann, wenn die "Masse" des Lautsprechers nicht so groß
ist, dass sich das Verstärkergehäuse dadurch zu sehr verbiegt.
Elektrisch: (wo) hat denn dein Lautsprecher einen Masseanschluss?
Insgesamt: wäre da ein Schaltplan/Layout und ein Foto vom Aufbau sehr
geeignet, die Ratestunde zielführender zu gestalten...
Gee schrieb:> Habe gemerkt das ich versäumt habe die I2S Eingänge mit einem> RC-Paralell Glied zu entstören
Ich denke, die Störungen gehen von der Leistungsstufe aus. Deshalb
solltest du dort mit der "Entstörung" beginnen. Wenn dann dort alle
Register gezogen sind, und es trotzdem noch nicht funktionert, dann kann
man in Richtung Frickelei gehen und an den gestörten Signalen
irgendwas herumbasteln.
Gee schrieb:> Servus, ich habe mir einen Class D Verstärker gebaut mit I2S input.> Dieser soll in ein Metallgehäuse. Nun habe ich ein paar EMV Probleme..
Schaltung selbst entworfen?
Wir brauchen: Schaltplan, Layout und Fotos.
mfg Klaus
Gee schrieb:> H. B. schrieb:>> leitungsgebunde oder abgestrahlte>> Störungen sind.>> Abstrahlend>> H. B. schrieb:>> musst du ermitteln wer diese Störung verursacht und wiso>> Leistungs PWM>
dann stellt sich die Frage nach dem "wiso"
> H. B. schrieb:>> Besser ist es die Ursache der Störungen zu eliminieren, als andere>> Schaltungsteile von den Störungen abzuschirmen.>> Da gebe ich dir vollkommen Recht.. das ist nur nicht so einfach zu> erreichen, da alles in einem Gehäuse ist.>> H. B. schrieb:>> Der Teil der Ansteuerung sollte vom Leistungsteil komplett entkoppelt>> sein>> Ist elektrisch komplett getrennt.>
Potentialgetrennt?
auch die I2S Schnittstelle zum Verstärker?
> Habe gemerkt das ich versäumt habe die I2S Eingänge mit einem> RC-Paralell Glied zu entstören, denke das wird die Probleme beseitigen.> ich werd mal 10k und 18pF versuchen, zusätzlich würde ich gerne noch die> Lautsprecherleitungen von der Platine zum Terminal zu Schirmen damit> diese nicht nach außen Stören können
Mehr als die Lautsprecherleitungen zu schirmen bringt ein zusätzlicher
kleiner Filter nach den LC-Filtern.
Gee schrieb:> Achja wichtige Frage noch.. kann ich bedenkenlos meine Lautsprecher> Masse aufs Verstärkergehäuse legen zusammen mit PE oder ist das keine> Gute Idee?
Wenn du einen "normalen" Class-D Verstärker benutzt hast du am
Lautsprecher-Ausgang keine Bezugsmasse. Der Lautsprecher liegt ja
zwischen den MOSFET´s der Vollbrücke. Eine solche Leitung solltest du
nie auf PE legen.
H. B. schrieb:> Vollbrücke
Nicht jeder Class-D Verstärker ist ein Brückenverstärker.
Und außerdem:
> Wir brauchen: Schaltplan, Layout und Fotos.
mfg klaus
Also eigentlich ist hier alles unbekannt, ausser das Du Aussetzter im
Audio hast.
Was Du EMV Probleme nennst, ist fraglich.
EMV Problem nenne ich die Überschreitung einer gegebenen Grenzlinie,
gemessen in einem normgerechten Aufbau mit geeignetem Equipement.
Was ist Deine Definition von 'EMV Probleme'?
Also wenn die Störungen so groß sind, das schon eine digitales I²S
gestört wird, hast Du was in Schaltung / Layout völlig verkackt.
Also erstmal Schaltpan + Layout zeigen.
Dann die Messungen, denn Du bist Dir ja sehr sicher das es abgestrahte
Störungen sind.
Welche Modulationsart benutzt Du, welche Bauteile, was für Filter etc.
pp.
Wie sieht Dein I²S Signal direkt am Class-D Amp aus?
Jede andere Vorgehensweise ist plan- und sinnloses Herumgestocher.
Normalerweise wird in so ziemlich jedem Audio Gerät das Metallgehäuse
entweder mit einem Kondensator oder direkt mit der Analogmasse (meistens
bei SK2) verbunden, wie soll es sonst auch schirmen?
Bei meinen Aufbauten habe ich es so gelöst das ein geeigneter Punkt
(Sternpunkt Netzteil z.B.) über ein RC Parallel Glied mit dem Gehäuse
verbunden wird, meistens nehme ich 100Ohm + 100nF. Die 100Ohm sorgen
dafür das das Gehäuse kein beliebiges DC Potential gegen Erde annehmen
kann. Digitalschaltkreise, z.B. ein uC, lege ich wenn sie keine
Verbindung zur Analogmasse haben an einem sauberen Punkt auch auf das
Gehäuse.
Wenn man eine Massefläche hat ist es eine super Lösung über mehrere
kleine Kondensatoren an den Befestigungsbolzen eine HF Verbindung zum
Gehäuse zu bauen, dass mache ich so auch auf gemischt bestückten
Platinen. (Analog/Digital)
Mein Kopfhörerverstärker ist z.b. so gebaut. Auf einer Platine ist der
Verstärker (OPV + Treiberstufe) und die Steuerung (Arduino Nano, steuert
diverse Relais) untergebracht, die Steuerung hat eine Massefläche
bekommen welche an einem Bolzen niederimpedant auf das Gehäuse geht, an
3 anderen Bolzen die an die Fläche Grenzen sitzen 10nF Kondensatoren.
Die Massefläche des Analogteils ist an einem Punkt über eine RC
Kombination mit dem Gehäuse verbunden, legt man die Masse direkt an das
Gehäuse kann es unter umständen eine Masseschleife mit anderen Geräten
geben (Bei SK1)
Das Ergebnis: Poor-Man EMV Test bestanden, (Handy auf das Gehäuse legen
und einen Anruf tätigen) mit meinen Mitteln kann man im Analogsignal
keine Komponenten des Oszillators vom Arduino messen.
Es funzt jetzt wie es soll.. meine PWM war nicht das problem die
schaltet sehr sauber und ohne spikes. Die Lösung lag bei mir darin das
I2S Signal elektrisch komplett von der Verstärker Masse zu entkoppeln
und schon gings als währe nie was gewesen ^^
Im Anhang noch ein Bild von meinem Protoyp falls es jmd interessiert.
Herzstück ist ein TAS5558 dieser wandelt I2S zu PWM. Als Treiber für die
Dual-Fets (IRFI4212H-117P) benutze ich den 2EDF7235K von Infineon das
ist der einzige den ich gefunden habe der eine Totzeit im ns Bereich
einfügen kann - klappt prima ist nur schei... zu löten/föhnen.
Netzfilter / Netztrennung und Buck-Converter 65V sind natürlich auch
vorhanden aber stecken noch im Gehäuse vom letzten Amp Projekt
Klaus R. schrieb:>> Vollbrücke>> Nicht jeder Class-D Verstärker ist ein Brückenverstärker.
richtig.. 7 Kanäle sind nur in Halbbrücke und per 6800µF Elko an den
Lautsprecher angekoppelt. Der Sub Kanal ist der einzige den ich (wegen
der Leistungs ver-vierfachung) als Vollbrücke ausgeführt habe und somit
keine Masse am Ausgang hat. Habe für die Interne Gehäuseverdrahtung von
den LS Klemmen zur Platine geschirmtes Kabel benutzt und den Schirm
jeweils einseitig auf die Masse Vom Buck-Converter gelegt
