Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audio-Amp (TDA7269A) oszilliert


von Holger L. (symetron)


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Und wieder einmal ist es Zeit, sich den warmherzigen Kollegen vom 
MC-Forum auszusetzen...

Diese kleine Platine hängt an +/- 20V (gemessen - stabil und ohne 
Störungen) und wird von einem Funktiongenerator mit 1 kHz-Sinus 
versorgt. 20 Volt sind das Limit, aber noch spezifiziert.

Die Schaltung ist nach Datenblatt aufgebaut. Ja, der TDA7269A ist jetzt 
nicht so das Topmodell aus 2023.

An einer 4 Ohm Last fängt am Scheitelpunkt jeder positiven Halbwelle der 
Ausgang mit 20 MHz heftig an zu schwingen. Genau das sollen eigentlich 
die 47 Ohm / 100nF verhindern.

Ja, meine Bauteilreferenzen sind nicht gemäß Standard. Hat auf die 
Schaltung hoffentlich keine Einfluß.

Ich habe schon mittels einer Widerstands/Kapazitätsdekade mit diversen 
anderen Werten experimentiert - Ohne Erfolg. Und jetzt wieder 
Ratlosigkeit.

Die Elkos haben 1000uF / 50V.

Habt ihr einen Tip?

Gruß
Holger

von Michael B. (laberkopp)


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Holger L. schrieb:
> Habt ihr einen Tip?

Peinlichst genau auf Massesternpunkt achten.

JEDE Masseverbindung läuft zum Stern.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Holger L. schrieb:

> An einer 4 Ohm Last fängt am Scheitelpunkt jeder positiven Halbwelle der
> Ausgang mit 20 MHz heftig an zu schwingen. Genau das sollen eigentlich
> die 47 Ohm / 100nF verhindern.

Ja.

Wird also am (nicht gezeigten) Layout liegen, das ist wohl die einzige 
logische Erklärung.

Falls das Layout nicht mehr zu ändern ist, kann man aber auch mit den 
Werten des Boucherot-Glieds ein wenig spielen, um die Schwingung 
möglicherweise doch noch unterdrückt zu bekommen. Kann klappen, muss 
aber nicht. Im konkreten Fall würde ich, nach dem Oszillogramm zu 
urteilen, die Chance recht gut einschätzen, dass es damit in den Griff 
zu bekommen wäre.

von Robert M. (r0bm)


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Holger L. schrieb:
> Genau das sollen eigentlich
> die 47 Ohm / 100nF verhindern.

Das DB empfiehlt 4,7 Ohm und gibt explizit an (S.5), dass jede 
Abweichung nach oben oder unten Schwingneigung begünstigt.
Ansonsten fehlen 100nF Enkoppelkondensatoren zwischen und von den 
Versorgungsanschlüssen nach GND.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wegen der Nichtlinearitäten der Keramikkondensatoren, solltest Du welche 
mit einer hohen Spannungsfestigkeit wählen.

von Jens G. (jensig)


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Robert M. schrieb:
> Das DB empfiehlt 4,7 Ohm und gibt explizit an (S.5), dass jede
> Abweichung nach oben oder unten Schwingneigung begünstigt.

Ja, die sind eindeutig zu hoch im Wert. 47Ohm hat ja gar keine Wirkung 
mehr ...

> Ansonsten fehlen 100nF Enkoppelkondensatoren zwischen und von den
> Versorgungsanschlüssen nach GND.

Und zwar möglichst nah am IC.

Wenn ich mir so die Platine anschaue, dann sieht das schon etwas 
verunglückt aus - ich sehe nur hauchzarte Leiterzüge, und die 
Masseführung wird wohl ähnlich verunglückt sein.

: Bearbeitet durch User
von Arno R. (arnor)


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Holger L. schrieb:
> An einer 4 Ohm Last fängt am Scheitelpunkt jeder positiven Halbwelle der
> Ausgang mit 20 MHz heftig an zu schwingen.

Nimm mal die 20MHz-Bandbreitenbegrenzung des Oszi raus...

Den Rückkoppelteiler 18K/560R würde ich um den Faktor 10 niederohmiger 
machen, denn bei 20MHz braucht es bei 560R nur 14pF am -Eingang des TDA 
für -45° Phasenverschiebung.

Und unbedingt die schon erwähnten schnellen Abblokkondensatoren direkt 
an die Stromversorgungspins.

von Ingolf O. (headshotzombie)


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Fertige Projekte gleicher o. ähnlicher IC-Bestückung sind i.d.R. 
sinnvoll zu nutzen => 
https://www.pcbway.com/project/shareproject/3015_Audio_Power_Amp_TDA7265__TDA7269__TDA7292.html
Beide Layoutseiten könnte man z.B. gut in Sprint Layout zum Nachzeichnen 
dahinterschalten, falls man das PCBWay-Angebot nicht nutzen, sondern 
sich selber betätigen will.
Alternativ kannst Du Dir das DB des TDA7292 runterladen, da ist das 
Layout gleichfalls enthalten! => 
https://www.st.com/resource/en/datasheet/tda7292.pdf
Vermutlich hat Dir die Nichtbeachtung der sternförmigen Masseführung im 
Layout das Oszillieren beschert.

: Bearbeitet durch User
von Arno R. (arnor)


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Arno R. schrieb:
> Nimm mal die 20MHz-Bandbreitenbegrenzung des Oszi raus

und einen 10:1-Tastkopf, 20MHz ist für übliche 1:1-Tastköpfe zu viel.

von Holger L. (symetron)


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> Das DB empfiehlt 4,7 Ohm und gibt explizit an (S.5), dass jede
> Abweichung nach oben oder unten Schwingneigung begünstigt.

Ja, das war's. Augenroll. Mal kurz um eine Zehnerpotenz verguckt. Ich 
hatte die 4,7 zwar nur in der 3-Watt-THT-Variante rumliegen, die jetzt 
hochkant in den 1206-Pads steht. Funktionieren tut es trotzdem :-)

Bezüglich der Erdung. Gerber ist angehängt. Alle Signale wo kein großer 
Stromfluss zu erwarten ist, sind über die Groundplane angebunden. 
Niederohmiger gehts doch nicht mehr?!

Für die Lautsprecher gibt es eine eigene Leiterbahn ("GNDPWR") bis zum 
GND  der 3-Pol-Klemme.

von Jens G. (jensig)


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Holger L. schrieb:

> Bezüglich der Erdung. Gerber ist angehängt. Alle Signale wo kein großer
> Stromfluss zu erwarten ist, sind über die Groundplane angebunden.
> Niederohmiger gehts doch nicht mehr?!

Wir hätten es jetzt eher in Form eines png-Files erwartet, denn ein 
Programm zum Angucken der Gerberfiles hat schließlich nicht jeder auf 
dem Rechner, bzw. will sowas nicht nur für diesen einen Zweck 
installieren.

von Holger L. (symetron)


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Was die von "wir" gewünschten Dateien angeht, habe ich auch schon andere 
Erfahrungen gesammelt.

Beitrag "Platine ist leitend wo sie nicht leitend sein sollte"

Aber wer bin ich, Deinem Wunsch zu widersprechen. Siehe Anhang.

von Jens G. (jensig)


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Holger L. schrieb:
> Was die von "wir" gewünschten Dateien angeht, habe ich auch schon andere
> Erfahrungen gesammelt.
>
> Beitrag "Platine ist leitend wo sie nicht leitend sein sollte"

Bei dem anderen Thread ging es aber um ein grundsätzlich anderes 
Problem. Jetzt gehts ja nur um das allgemeine Layout.

Da hier alles mit Masse geflutet ist, ist es ohnehin schon fast egal mit 
der Masseführung. Die Lautsprecher-Masse hätte ich aber auch gleich auf 
die Groundplane gehängt, so daß die direkter an den Elkos dran sind, 
denn welchen Sinn macht es, deren Masse über eine dünne Leitung wieder 
zurück nach links zu führen, wo der LS-Strom sich nur wieder den Weg 
quer über die gesamte Groundplane zu den Elkos suchen muß. Denselben Weg 
wie auch die Eingangssignalmassen, was normalerweise nicht gerade 
empfehlenswert ist. Aber wie gesagt, durch die große niederohmige Masse 
dürfte das jetzt kein größeres Problem sein.

Ich hätte evtl. den IC übrigens eher links vom KK platziert, und die 
LS-Leitungen dann unterm KK nach rechts geführt. Würde die ganzen 
Leitungskreuzungen um den IC herum sparen (weil die ausgangsseitigen 
Pins ja auf der hinteren Pin-Reihe sitzen, und die eingangsseitigen Pins 
auf der vorderen).Und den Rückkopplungsspannunsteiler hätte ich eher 
gleich direkt hintem IC plaziert.

von Holger L. (symetron)


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> Da hier alles mit Masse geflutet ist, ist es ohnehin schon fast egal mit
> der Masseführung. Die Lautsprecher-Masse hätte ich aber auch gleich auf
> die Groundplane gehängt, so daß die direkter an den Elkos dran sind,
> denn welchen Sinn macht es, deren Masse über eine dünne Leitung wieder
> zurück nach links zu führen, wo der LS-Strom sich nur wieder den Weg
> quer über die gesamte Groundplane zu den Elkos suchen muß.

Die Querschnitte sind in der nächsten Revision noch optimierbar.

Das ist wie eine griechische Tragödie. Was ich zu verhindern suchte 
löste ich durch ebendiesen Versuch aus. Was oben aus einem Elko 
rausfließt, muss natürlich unten zurückkommen. Der Elko sollte also 
tunlichst auch auf dem Power-Ground mit den Lautsprecherklemmen sitzen.

Klingt jetzt so geschrieben ganz offensichtlich. Ich falle bei 
Kondensatoren immer noch auf das Bild von der Feder rein, die man beim 
Laden zusammendrückt. Da bewegt der Tisch sich ja auch nicht. Es wird 
besser... irgendwann bestimmt.

Tatsächlich widerstrebt es mir, größere Ströme über die Groundplane 
abzuhandeln. Da möchte ich sicherstellen, dass die nicht unter den IC / 
Signalen entlangfließen.

> Ich hätte evtl. den IC übrigens eher links vom KK platziert, und die
> LS-Leitungen dann unterm KK nach rechts geführt. Würde die ganzen
> Leitungskreuzungen um den IC herum sparen (weil die ausgangsseitigen
> Pins ja auf der hinteren Pin-Reihe sitzen, und die eingangsseitigen Pins
> auf der vorderen).Und den Rückkopplungsspannunsteiler hätte ich eher
> gleich direkt hintem IC plaziert.

Guter Tip. Ich hatte das Design so erstellt, um IC und Feedback-Netzwerk 
nicht durch den KK trennen zu müssen. Auf Kosten der Leitungskreuzungen 
Spielt im Audio-Bereich vielleicht gar nicht so die Rolle.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Holger L. schrieb:
> Ich falle bei Kondensatoren immer noch auf das Bild von der Feder rein,
> die man beim Laden zusammendrückt.
Stell dir besser vor, dass der Kondensator für Wechselspannungen einfach 
eine Brücke ist. Und dann stellst du dir vor, dass jeder Strom, der aus 
dieem Kondensator heraus fließt, über einen plausiblen Weg (z.B. die 
Lautsprecher) am anderen Pin wieder hineinfließen muss. Und dann 
versuchst du, die sich dadurch ergebenden Stromkreise möglichst klein zu 
machen. Dann bist du fertig.

Ich habe das mal im Schaltplan und im Layout eingezeichnet. Du erkennst 
leicht: wenn du einfach an deinen Lustprecheranschlüssen die Massefläche 
angeschlossen hättest, dann wären die Schleifen sehr kompakt.

Super ist es dann auch, wenn man solche Schleifen auch im Schaltplan 
kompakt hält, damit die funktionell zusammengehörenden Bauteile dort 
schon räumlich beieinander liegen.

Dieser Ansatz mit den Stromkreisen lässt sich problemlos auf jede Art 
von Elektronik anwenden. Sehr erfolgreich übrigens auch bei 
Schaltreglern:
- 
https://www.google.com/search?q=schaltregler+layout+stromschleifen&tbm=isch

: Bearbeitet durch Moderator
von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Holger L. schrieb:
> Was die von "wir" gewünschten Dateien angeht,

Ich habe hier auch keinen Gerber-Viewer drauf und bevorzuge png.

Zu der Platine: Mei unter einem audiofreundlichen Layout stelle ich mir 
was anderes vor. Kommt wohl direkt aus dem Autorouter(?)

von Holger L. (symetron)


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> Zu der Platine: Mei unter einem audiofreundlichen Layout stelle ich mir
> was anderes vor. Kommt wohl direkt aus dem Autorouter(?)

Danke. Spannender Beitrag!

Was genau wünscht sich wohl das arme Audio, nachdem es müde und staubig 
aus den 2 m Cinchkabel hinter der Schrankwand hervorgekrochen kommt?

von Rick (rick)


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Holger L. schrieb:
> Was genau wünscht sich wohl das arme Audio, nachdem es müde und staubig
> aus den 2 m Cinchkabel hinter der Schrankwand hervorgekrochen kommt?
Schwingt das Signal hinter Schrankwand? Nein. Also wird es wohl eher um 
die Signalführung rund um den Verstärker gehen. Und da hat Lothar m.E. 
wertvolle Hinweise gegeben...

von Ingolf O. (headshotzombie)


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Wenn Du schon nicht von selbst auf die Idee kommst, in einige DBs, 
beginnend bei besagtem TDA7269A und endend beim TDA7292, zu schauen, 
dann will ich Dir dies als Tipp auf dem Weg zu einem oder besser zwei 
vom Hersteller empfohlenen Layouts geben. Diese kann man bei Interesse 
auch noch etwas umdesignen, was ich z.B. getan habe. Obwohl, Deine 
bisher gezeigte Ignoranz wird vermutlich unverändert bleiben...

von Holger L. (symetron)


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> dann will ich Dir dies als Tipp auf dem Weg zu einem oder besser zwei
> vom Hersteller empfohlenen Layouts geben. Diese kann man bei Interesse

Die sind - dem Alter des Chips angemessen - für THT-Komponenten. Wenn 
ich das Layout in der nächsten Revision zusammenziehe dann passt der 
meiste Kram auf die Fläche von zwei Elkos.

Wie schaut denn Dein Layout aus?

>> Das DB empfiehlt 4,7 Ohm und gibt explizit an (S.5), dass jede
>> Abweichung nach oben oder unten Schwingneigung begünstigt.

>Ja, das war's. Augenroll. Mal kurz um eine Zehnerpotenz verguckt. Ich
>hatte die 4,7 zwar nur in der 3-Watt-THT-Variante rumliegen, die jetzt
>hochkant in den 1206-Pads steht. Funktionieren tut es trotzdem :-)

Und was mich angeht hat sich das Problem bereits 01.10 erledigt. Und 
hatte zugegebenermaßen auch mit dem Datenblattstudium zu tun.


> Und da hat Lothar m.E.
> wertvolle Hinweise gegeben...

Ja in der Tat. Ich freue mich jedes Mal, wenn er meine Schaltpläne 
verschönert. Ohne Ironie.

Den kapitalen Fehler in der Masseführung hatte aber eher Robert 
aufgedeckt.

von Ingolf O. (headshotzombie)


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Holger L. schrieb:

> Den kapitalen Fehler in der Masseführung hatte aber eher Robert
> aufgedeckt.
Er hat Dir den falschen R-Wert im Boucherotglied genannt! Von einem 
kapitalen Masseführungsfehler kann ich in seinem Beitrag nichts 
erkennen.

von Holger L. (symetron)


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Ach, ich komm hier selbst schon durcheinander. Tatsächlich meinte ich 
einen Beitrag von Jens:

> so daß die direkter an den Elkos dran sind,
> denn welchen Sinn macht es, deren Masse über eine dünne Leitung wieder
> zurück nach links zu führen, wo der LS-Strom sich nur wieder den Weg
> quer über die gesamte Groundplane zu den Elkos suchen muß.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Richtig, ich hatte nur noch aufgezeigt, wie man solche Fehler leicht 
findet oder gar verhindert.

Denn wie gesagt: die Bauteilplatzieung und Leiterbahnführung beginnt 
schon im Schaltplan. Wenn bereits dort die "Leistungselkos" und das 
Boucherotglied an GND, der Lautsprecher aber an GNDPWR angeschlossen 
ist, dann muss das später fast zwingend schiefgehen.

Ich würde hier jetzt einfach mal die GDNPWR an einigen Stellen direkt 
mit der GND-Fläche verbinden, dann wird das schon.

Ingolf O. schrieb:
> dann will ich Dir dies als Tipp auf dem Weg zu einem oder besser zwei
> vom Hersteller empfohlenen Layouts geben.
Das ist generell ein guter Ansatz: wenn es ein Referenzlayout im 
Datenblatt oder gar eine entsprechende AppNote gibt, dann kann man sich 
das mal anschauen und überlegen, wie die Bauteile angeordnet und 
verdrahtet sind.

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