Bluetooth Adapter Auto / Störungen

[Markus M. (adrock)]

Hi,

ich hatte vor einiger Zeit für ein Auto ein Bluetoothadapter für den 
AUX-IN Anschluss eines Autoradios gebaut (CSR8635, OPs in 
Standardbeschaltung als Differenzverstärker an den Pos/Neg Ausgängen des 
BT Moduls).

Das Ding funktioniert nach wie vor einwandfrei, einziges Manko ist, dass 
man teilweise (besonders bei leisen Passagen) Störgeräusche im analogen 
Audiosignal hat. Andere Leute hier hatten ja schon ähnliche Probleme 
beim Einbau von BT-Modulen in vorhandene Geräte.

Wie kann man das wirkungsvoll verhindern? Offenbar kommen die 
Störsignale ja durch Stromspitzen des BT-Moduls auf den GND-Leitungen. 
Die Schaltung wird über den USB-Anschluss des Autoradios versorgt, das 
Audiosignal wird in das AUX-IN des Autoradios gespeist. Also eine schöne 
Masseschleife.

Einfach 1:1 Audio-Übertrager an die Ausgänge des BT-Moduls hängen, so 
dass das Audio galvanisch getrennt ist?

Danke & Gruß
Markus

[Chris (Gast)]

Wird wohl das einfachste sein. Auf der Versorgung vom Fahrzeug ist immer 
jede Menge an Störungen. Da hilft nur ordentlich filtern und puffern. 
Der Übertrager dürfte die einfachere Lösung sein.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Markus M. schrieb:
> Einfach 1:1 Audio-Übertrager an die Ausgänge des BT-Moduls hängen, so
> dass das Audio galvanisch getrennt ist?

Ist zumindest einen Versuch wert. Nebenbei könntest du mal schauen, wie 
sauber die USB Versorgung ist.

[D. T. (tuxiuser)]

Markus M. schrieb:
> Wie kann man das wirkungsvoll verhindern?

Mit einem guten Layout (Masseführung) und Aufbau.

Zeig doch einmal Deine Schaltung und den Aufbau von Dir.

Gruß
D.T.

[Markus M. (adrock)]

Hier mal die Schaltung und das Board.

Die Versorgung wird an J5 Pins 1/2 per USB angeschlossen. (Pins 3/4 sind 
nur für's Testen).

J4 ist der Audio-Ausgang welcher zu einem 3,5mm Klinkenstecker geht.

In der endgültigen Version musste ich noch einen externen IC für die 
Reset-Logik hinzustricken, da sich der CSR8635 sonst bei der Kurzen 
Spannungsunterbrechung beim Starten des Fahrzeugs aufgehangen hatte. 
Aber das hat ja nichts mit der Audio-Qualität zu tun.

[Rechtschreibqualtät (Gast)]

Chris schrieb:
> Auf der Versorgung vom Fahrzeug ist immer
> jede Menge an Störungen.

sind immer jede Menge an Störungen.

Markus M. schrieb:
> beim Starten des Fahrzeugs aufgehangen hatte.

aufgehängt hatte.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Es kann sicher nicht schaden, in die VIN Leitung noch ein CLC Filter zu 
schalten. Das kann eine 100µH Drossel sein, die den Strom verträgt und 
ein paar robuste 100nF C.

[Markus M. (adrock)]

So, habe jetzt mit dem neuen Modul (BTM305) das ganze nochmal auf dem 
Breadboard aufgebaut.

Wie auch mit dem anderen Modul gab es das typische "Zirpen".

Habe jetzt alle drei Sachen ausprobiert:

- 100µH Drossel in die Versorgung => Keine Besserung
- Spannungsversorgung mit isoliertem DC/DC Wandler => Keine Besserung
- Die +/- Ausgänge des BT-Moduls anstelle der OP-Schaltung über 
Audio-Übertrager angebunden => Erfolg Keine Störungen mehr

Habe diese hier https://mou.sr/3RnpzJc (TY-250P) direkt 1:1 zwischen das 
BT-Modul und den Line-In Eingang der Anlage gehängt. 
(Koppel-)Kondensatoren sollten dann doch nicht mehr notwendig sein, 
richtig? Das Modul ist ja offenbar direkt dafür gebaut einen Kopfhörer 
zu treiben.

[Markus M. (adrock)]

Habe jetzt nochmal versucht der Ursache auf den Grund zu gehen.

Ich sehe die Störungen (auch) auf der Versorgungsspannung zu dem 
Spannungsteiler für die Mitte des positiven OP-Eingangs (also Vdd an 
R16). Ist nicht ganz einfach zu identifizieren, da sie nur als 
Überlagerung zu dem "normalen" Rauschen im mV Bereich zu sehen sind, 
siehe Screenshot. Diese kurzen Impulse in dem Rauschen sind die 
Störungen.

Ich habe jetzt Vdd von dem Spannungsteiler über eine 100µH Drossel an 
das Vdd der Schaltung angekoppelt und parallel zu dem Spannungsteiler 
drei Cs mit 10nF, 100nF und 22µF nach Masse geschaltet. Leider bringt 
das alles nichts, ich habe die Störungen immer noch.

Irgendeine idee wie ich die Stabilität dieser Spannung noch verbessern 
kann?

EDIT: Hmm... ich sehe ich habe diese Störungen auch auf der Masse dieses 
Spannungsteilers, also scheint das alles auch mit der Masseführung 
zusammenzuhängen. Werde nochmal rumprobieren, aber vermutlich werde ich 
doch beim Übertrager landen ;-)

[Markus M. (adrock)]

Habe nochmal getestet: Wenn die Versrogung massefrei (Labornetzteil) 
oder über einen isolierten DC/DC-Wandler erfolgt, sind die Störungen 
fast weg (es bleibt noch ein bisschen knacksen, aber kein zirpen mehr 
:-), was auch am Aufbau auf dem Breadboard liegen kann.

Somit ist es also ein klassiches Masse(schleifen)problem.

Das beste Ergebnis habe ich mit den Übertragen erzielt, werde also doch 
dabei bleiben, ist auch die einfachste Schaltung.

[... (Gast)]

Wenn nun so schlau waerst einfach die Masseschleife aufzutrennen?

Gib ihm die Masse vom Audioeingang und lass die Masse vom USB
einfach unbeschaltet.
Das OPVs am liebsten bipolar versorgt werden wollen, ist auch
eine Weisheit die zumindest im letzten Jahrtausend oefter
beherzigt wurde. Statt solcher "murksiger" Spannungsteiler...

[Markus M. (adrock)]

... schrieb:

> Wenn nun so schlau waerst einfach die Masseschleife aufzutrennen?
> Gib ihm die Masse vom Audioeingang und lass die Masse vom USB
> einfach unbeschaltet.

Aber habe ich dann nicht erst recht die Störungen im Audio? Dann wird 
doch der komplette Strom vom BT-Modul über die Audiomasse geführt, mit 
entsprechendem Spannungsabfall welcher direkt als Störgeräusch 
eingekoppelt wird.

> beherzigt wurde. Statt solcher "murksiger" Spannungsteiler...

Die Schaltung soll mit 5V single supply (USB) laufen. Für eine 
symmetrische Versorungsspannung benötige ich ja dann auch wieder einen 
Doppel DC/DC-Wandler.

[D. T. (tuxiuser)]

Moin,

wie ich hier schon erwähnt habe.
D. T. schrieb:
> Mit einem guten Layout (Masseführung) und Aufbau.
Beitrag "Re: Bluetooth Adapter Auto / Störungen"

Verfolge die Pfade im angehängtem Bild, Gelb Vin und VDD, Schwarz GND.
Die blauen Kreise sind Masseverengungen.
Die orangen Kreise sind Masseinseln die keiner braucht. Höchsten gut als 
Antenne.
VDD durchs BT Modul zuführen ist auch nicht sehr hilfreich.
Bitte vermeiden!
Alles was unter dem BT Modul ist sollte vermieden werden!

Ebenfalls die Spannungsversorgung vom BT Modul ist schlecht geroutet.
Pfade im angehängtem Bild beachten!

Egal wie viele Filter RCL Du einbaust es wird nicht besser, da Dein 
Routing versorgungstechnisch eine Katastrophe ist.

Das Audiosignal habe ich mir dabei nicht einmal angeschaut. Es gibt aber 
keine Trennung zwischen dem Audiosignal GND und der Spannungsversorgung 
GND.
Du musst Dein Routing reichlich überdenken.

Gruß
D. T.

[Markus M. (adrock)]

D. T. schrieb:

> wie ich hier schon erwähnt habe.
> D. T. schrieb:
>> Mit einem guten Layout (Masseführung) und Aufbau.
> Beitrag "Re: Bluetooth Adapter Auto / Störungen"

Danke für Deine Anmerkungen. Ja, die Funktion "Fläche mit Masse füllen" 
hatte mich dazu verführt mir das GND-Routing einfach zu machen, ohne auf 
solche Engstellen und Inseln zu achten.

> VDD durchs BT Modul zuführen ist auch nicht sehr hilfreich.

Das stimmt nicht ganz, das habe ich definitiv nicht gemacht.

> Egal wie viele Filter RCL Du einbaust es wird nicht besser, da Dein
> Routing versorgungstechnisch eine Katastrophe ist.

Mag sein, aber selbst wenn ich das ganze auf einem Breadboard aufbaue, 
und sogar Strinkt Vcc/GND des Analog-und Digitalteils trenne und erst am 
Netzteil zusammenführe habe ich diese Störungen (wenn das Netzteil wie 
auch der Verstärker mit Schutzerde verbunden sind). Im Auto wäre es ja 
ähnlich, weil ich zum einen GND über USB und zum anderen GND für Audio 
habe.

Ein Beispiel für ein gutes Layout (welches keine Probleme mit Störungen 
hat) mit einem solchen Modul würde mich tatsächlich mal interessieren. 
Die einfachen / billigen in Form eines USB-Sticks haben nach meiner 
Erfahrung auch diese Probleme.

[D. T. (tuxiuser)]

Markus M. schrieb:
> Danke für Deine Anmerkungen.

Bitte...

Markus M. schrieb:
>> VDD durchs BT Modul zuführen ist auch nicht sehr hilfreich.
>
> Das stimmt nicht ganz, das habe ich definitiv nicht gemacht.

Dann schau Dir bitte die rechte Seite von Deinem Layout an und verfolge 
die gestrichelte gelbe Linie.
Das PCB Material isoliert nicht, es strahlt direkt in die Versorgung 
rein.

Markus M. schrieb:
> Mag sein, aber selbst wenn ich das ganze auf einem Breadboard aufbaue,
> und sogar Strinkt Vcc/GND des Analog-und Digitalteils trenne und erst am
> Netzteil zusammenführe habe ich diese Störungen (wenn das Netzteil wie
> auch der Verstärker mit Schutzerde verbunden sind). Im Auto wäre es ja
> ähnlich, weil ich zum einen GND über USB und zum anderen GND für Audio
> habe.

Wenn Dein Breadboard-Aufbau die Referenz ist, dann mache ich hier 
Feierabend.
Du hast Dort viele kleine Antennen gebaut und die Übergangswiderstände 
der Pins ist auch nicht sehr hilfreich bei der Schaltung.

Warum schließt Du dort die Schutzerde PE an?
Ist das Gehäuse aus Metall und liegen dort 230 VAC an?
Selbst wenn solltest Du die Schaltung vom Gehäuse isolieren.
Den vergleich mit dem Auto sehe ich da noch nicht.

Markus M. schrieb:
> Ein Beispiel für ein gutes Layout (welches keine Probleme mit Störungen
> hat) mit einem solchen Modul würde mich tatsächlich mal interessieren.

Dann lese Service Manuals der bekannten Herstellers, Yamaha, Sony, Denon 
usw. Die benutzen ebenfalls solche Module. Dann siehst Du wie die das 
machen.

Markus M. schrieb:
> Die einfachen / billigen in Form eines USB-Sticks haben nach meiner
> Erfahrung auch diese Probleme.

Nein haben sie nicht.

Eine Webseite würde ich Dir auch noch ans Herz legen.
http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html
Der Lothar bringt es dort sehr gut auf den Punkt.
Strompfade gelten auch für Deine Schaltung.
Trenne Analog- und Digitalsignal sowie Power Supply Masse und finde 
einen guten Punkt wo sie zusammengehören. Keyword: Stern...

Wenn Du Erfolg haben willst kommst Du um ein weiteres Layout (redesign) 
nicht herum. Manchmal bedarf es auch mehr.
Ich habe lange gebraucht bis es läuft.
Eins kann ich Dir auch noch mit auf dem Weg geben.
Auf dem Breadboard wirst Du es nie hinbekommen.

Gruß
D. T.