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Soundausgabe & -anschluss - Masseschleife => galvanische Trennung?
buergi - Mi 29 Jul, 2009 19:39
Titel: Masseschleife => galvanische Trennung?
Hallo,
ich habe das Problem extremer Störgeräusche beim Anschluss des CarPCs an den Verstärker.
Beide Geräte an sich funktionieren einwandfrei, auch bei gemeinsamer Stromversorgung.
Bei getrennten Stromversorgungen (z.B. Verstärker an Netztrafo, CarPC an Bleiakku) funktioniert auch die Kombination.
Jedoch die Kombination CarPC an Verstärker und gleiche Stromversorgung verursacht extreme Störgeräusche die wahrscheinlich selbst bei Tempo 200 und offenen Fenstern noch zu hören wären Smile

Soweit ich das feststellen konnte hängen die Störgeräusche nicht von der Lage der Kabel ab, sondern nur von der Aktivität des Computers (man kann quasi dem Computer beim Denken zuhören).

Grund dürfte wahrscheinlich eine Masseschleife sein. (oder?)
Laut masseschleife.de muss also so ein Differenzverstärker her.
Hat jemand Erfahrung mit Ronny Schmiedels Eigenbau Audiotrenner. Hab über die Schaltung nicht all zuviel gefunden und einige Male gelesen, dass sie nix bringt. Was wäre sonst eine Alternative abgesehen von Audiotrennern, die ja so schlecht klingen sollen?


buergi
da_user - Mi 29 Jul, 2009 19:51
Titel:
Ich hab das Problem mit zwei 1:1 Trafos (Überträger) gelöst. Sind zwar klanglich nicht einwandfrei, aber für's Auto taugen die.
Rhodosmaris - Mi 29 Jul, 2009 21:11
Titel:
Der Audiotrenner funktioniert perfekt. Ich hab das Ding selbst nachgebaut und erst letzte Woche angeschlossen. Ohne das Teil waren sofort beim Hochfahren des Rechners Festplattenzugriffe laut hörbar und summen im Ton, die auch nicht durch das Audiosignal (halt Musik) überdeckt wurden. Mit dem Trenner ist mit Signal überhaupt nichts mehr zu hören und ohne Signal nur bei extrem aufgedrehtem Lautstärkeregler - also praktisch im nomalen Betrieb unhörbar. Subjektiv beurteilt, ist keine Veränderung des Nutzsignals hörbar.

ciao Maris
EDIT: Ich hatte beim Aufbau und anschluß des PC konsequent auf eine zentale Masseführung geachtet und PC und Radio an einem Punkt mit der Karosserie angeschlossen. Gebracht hats nichts. Kopfhörer am Audioausgang des PC liefen underbar und ohne Störungen, aber sobald der Audioausgang des PC am AUX-In des radios war, waren die Störungen da. Durch den Schirm der Klinke/Cinchleitung war die Masseschleife unvermeidbar. Wobei komischerweise der Sub keinerlei Probleme macht.
buergi - Mi 29 Jul, 2009 22:38
Titel:
Hallo
danke für die Antworten
@da_user: mal schaun wenn die audiotrenner schaltung nicht funzt schau ich mir vielleicht mal sonen überträger an

@Rhodosmaris:
das klingt ja vielversprechend. Dein Problem klingt genau wie meins, hoffentlich wird deine Lösung auch die Meine sein.

Die Sache mit der zentralen Masse hab ich no nich so ganz verstanden, ist die Masseleitung des Bleiakkus nicht an die Karosserie angeschlossen?
Ich habe sowohl Verstärker als auch CarPC an die Leitungen angeschlossen, die eigentlich fürs Autoradio sind. Die Stromversorgung des Radios (ELV RDS100) will ich vom CarPC Netzteil beziehen. Da werden mir auch nochmal saubere Störungen bevorstehen habe ich das Gefühl.

Ich glaube ich werde mir gleich 2 Audiotrenner-Schaltungen bauen. Eines zwischen Radio und LineIn und eines zwischen LineOut und Verstärker.

Ich melde mich dann nochmal wenn ich das erste mal den Motor anlasse mit der ganzen Technik an Bord Smile ich hör das LiMa-Pfeifen schon im Ohr.
buergi - Mo 14 Sep, 2009 23:30
Titel: Brummen weg! noch leichtes Pfeifen
So Hallo,
nachdem meine Prüfungszeit jetzt rum is kleines Update:

Ich habe heute die Audiotrennerschaltung fertig gelötet:
Hab gleich 2 Stück davon auf einer Lochrasterplatine aufgebaut. Wen es interessiert ich hab mir das ganze mal in Inkscape sehr rudimentär aufgezeichnet. Die Buchsen sind nicht die optimale Wahl da mm-Raster, aber die hat ich grad da.
Mit minimalen E-Technik Kenntnissen ließe sich die Schaltung sicher ohne die doppelte Stromversorgung aufbauen, aber so wars am einfachsten für mich.

Nachdem ich beim ersten Versuch die Dioden falschrum eingelötet habe, hats mir die Induktivitäten zerlegt, aber beim zweiten Versuch hat alles top geklappt!

Bis jetzt habe ich die Schaltung, Verstärker und Computer noch an normalem Computernetzteil im Haus, habs noch nich im Auto probiert. Aber so funktioniert die Schaltung nahezu perfekt, wäre da nicht ein hochfrequentes leises Pfeifen. Sehr unangenehm kann ich sagen.
Das Pfeifen wird von dem Differenzverstärker verursacht soweit ich das sagen kann ohne Oszi aber ich weiß nicht was ich dagegen tun könnte.

Ich glaube es muss doch ein ordentlicher Verstärker her Sad
Naja ich werd morgen alles mal ins Auto einbauen und hoffen, dass das Pfeifen wie durch ein Wunder verschwindet, aber ich hab wenig Hoffnung.

buergi
Gunther - Di 15 Sep, 2009 01:22
Titel:
das die schaltung funktioniert wundert mich, ehrlich gesagt.

du hast den audioausgang am eingang des OP angeschlossen???

schau mal hier... http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/25382/STMICROELECTRONICS/TL074.html

keine frequenzkompensation drinne,... usw

Gruß gunther
buergi - Mi 16 Sep, 2009 10:47
Titel:
Hallo Gunther,
ich hab von Elektronik nur mäßig Ahnung, deswegen hab ich auch keine Ahnung wie ich das Pfeifen fixen könnte. Mir ist nur klar, dass ich irgendwo nen Schwingkreis habe, mein die Kombi aus Induktivität und Kondensator des wird wahrscheinlich das Problem verursachen. Klemmt man den Strom von der Schaltung ab wird der Ton tiefer bis nach kurzer Zeit die Kondensatoren entladen sind.
Wahrscheinlich ließe sich das Problem mit einem Kondensator an der richtigen Stelle beheben, die Frage ist bloß wo Smile

Mir ist nicht klar wie die Schaltung funktionieren soll, aber ich hab sie genau nach Schaltplan nachgebaut.
Man kanns vielleicht schlecht erkennen, aber die Pins 8-9 und 13-14 sind miteinander verbunden, wie im Schaltplan, warum weiß ich nicht.

buergi
Sascha833 - Mi 16 Sep, 2009 18:32
Titel:
buergi hat folgendes geschrieben:
Hallo Gunther,
Man kanns vielleicht schlecht erkennen, aber die Pins 8-9 und 13-14 sind miteinander verbunden, wie im Schaltplan, warum weiß ich nicht.

buergi

Das passt schon so meines Wissens wird der OPV so zum einem Puffer.
mfg Sascha
Rhodosmaris - Mi 16 Sep, 2009 20:29
Titel:
Also noch mal, das Teil funktioniert wunderbar bei mir im Auto und auch bei dem Forumsmitglied, für das ich ebenfalls eine Schaltung aufgebaut hab. Der dritte Differenzverstärker ist zZ. in Arbeit und wird die Tage fertig.

@buergi,
daß du eine Art Pfeifen feststellen kannst, kann schon am Aufbau auf Lochraster liegen. Vermutlich kreuz und quer bestückt und gelötet und eher als Provisorium zu betrachten.
Bei der Platine auf meinem Bild sind die Kanäle sauber durch Maseflächen voneinander getrennt und kreuzen sich auch nicht. Das Layout habe ich zur Bestückung mit Klinkenbuchsen angepasst.

ciao Maris
Gunther - Do 17 Sep, 2009 01:33
Titel:
mach mal an dem TL074 je einen Kondensator 100nF zwischen pin 11 & 4, und schau ob das Pfeifen weg ist. der ICL7662 läuft mit ca. 10kHz, das könnte das pfeifen sein.

Du kannst auch ruhig beide TL074 an die Gleiche Spannungsversorgung hängen, brauchst also alles um den ICL7662 nur 1x aufbauen.

Gruß Gunther
buergi - Do 17 Sep, 2009 10:26
Titel:
Rhodosmaris hat folgendes geschrieben:
buergi, daß du eine Art Pfeifen feststellen kannst, kann schon am Aufbau auf Lochraster liegen. Vermutlich kreuz und quer bestückt und gelötet und eher als Provisorium zu betrachten.

hm das kann sein, habe zwar nicht kreuz und quer verlötet, sondern schön nach Raster, wie im PDF gezeichnet, aber die Masseflächen habe ich natürlich nicht. Mal schaun vielleicht muss ich doch no des Platinenätzzeug auspacken und mich mit eagle vertraut machen. Hatte gehofft es würde auf Lochraster funktionieren das wäre halt so schön einfach gewesen.

Gunther hat folgendes geschrieben:
mach mal an dem TL074 je einen Kondensator 100nF zwischen pin 11 & 4, und schau ob das Pfeifen weg ist. der ICL7662 läuft mit ca. 10kHz, das könnte das pfeifen sein.

Der Kondensator hat nichts gebracht. Aber so hoch ist das Pfeifen auch nicht. Ich habe das Pfeifen mal im Computer analysiert. Es sind zwei scharfe Peaks die nach jedem Trennen der Stromversorgung leicht verschoben sind. Die Peaks liegen bei 4760±30Hz und 4875±41Hz.

Gunther hat folgendes geschrieben:
Du kannst auch ruhig beide TL074 an die Gleiche Spannungsversorgung hängen, brauchst also alles um den ICL7662 nur 1x aufbauen.

habe ich in obigem Post ja schon vermutet, aber ich war mir nich sicher ob des so einfach möglich ist, aber ich werde es beim nächsten berücksichtigen. Und so wies zur Zeit ausschaut werde ich um ein "nächstes Mal" wohl nicht herum kommen.

buergi
Gunther - Do 17 Sep, 2009 16:18
Titel:
hab mal deine schaltung auf eine lochrasterplatte gebannt.
auf dem Bild ist der Blick auf die Seite mit den Bauteilen.
Blau - verbindungen auf der unterseite
Rot - Drahtbrücken auf der Bauteilseite, sind nur die Spannungen für die TL074

Ich hab alle verbindungen so gelegt, das du mit den Drähten zum verbinden, immer auf den Pads einer LochrasterLP bist.

C6, C7 sind auf der unterseite, direkt an den Pins der IC's.

Gruß Gunther
buergi - Do 17 Sep, 2009 19:36
Titel:
@Gunther
wow super danke werd mal schaun wie ich des mach. Hab ja noch so viel andere Dinge die nich funktionieren, beim Radio angefangen bis zur Software.
Aber nächste Woche bin ich erst mal im Urlaub dann schau ich mal weiter.
Also nochmal vielen Dank

buergi
philipp_c - Do 17 Sep, 2009 20:05
Titel:
Was sollen die Impedanzwandler hinter jeder Differenzstufe eigentlich? Kannst doch die Hälfte an OPs sparen und das damit erzeugte Rauschen.
Gunther - Fr 18 Sep, 2009 00:58
Titel:
keine ahnung, waren in der orginalen schaltung schon drinne. hab einfach so gelassen.

Aber du hast recht, brauchen tut man die nicht.

Gruß Gunther
philipp_c - Fr 18 Sep, 2009 01:02
Titel:
Zudem würde ich mir auch den ICL Kram lieber sparen bei einer Audio Anwendung.
Gunther - Fr 18 Sep, 2009 01:08
Titel:
wenn mann gut abblockt, sollte das kein grosses prob sein.

aber was hälts du davon... ihm eine passende schaltung zu entwerfen und auch gleich das layout. Wink

Gruß Gunther
philipp_c - Fr 18 Sep, 2009 01:57
Titel:
Was willst Du da groß abblocken? Einfach auskoppeln, Arbeitspunkt einstellen und am Ende ähnlich.
Hab mit den zweit semestern letztes Sem.etwas ähnliches gemacht (Crossfader mit Klangregelstufe) und die haben das auskoppeln sogar mit den ET Grundlagen hinbekommen.

Achja und ich halte nix davon das zu machen Wink

edit: Achso, meintest Du mit abblocken die 10kHz? Zwei Widerstände und zwei Kondensatoren sind doch viel günstigerr und besser als der icl kram.
ronnysc - Do 11 März, 2010 10:09
Titel:
So einfach gehts nicht. Die Potentialunterschiede, die zu den Störungen führen, sind Gleichspannungsunterschiede bzw. Gleichströme. Damit scheidet die Kondensator-Methode aus. Im neuesten Entwurf ist ein Filter am Ausgang des ICL7662, der Frequenzen ab ca. 2KHz eliminiert. Die Arbeitsfrequenz des ICL7662 liegt bei ca. 4-8KHz.
Der Spannungsfolger nach dem Differenzverstärker ist auch wichtig, da der Ausgang des Differenzverstärkers nicht belastet werden kann.

Also vorher einmal über die Schaltung nachdenken bevor man meckert. Die Schaltung ist so bereits mehrfach aufgebaut worden und funktionert.

Ronny Schmiedel
philipp_c - Do 11 März, 2010 20:51
Titel:
Zitat: "Die Störungen kommen von Gleichspannun.. damit scheidet die Kondensatormethode aus"

Nein! Gerade dann sind Kondensatoren das Mittel der Wahl

I = C * dU/dt

Und das mit der nicht Belastbarkeit des Differenzverstärkers ist ja nun auch alles Andere als richtig.

"Also vorher einmal über die Schaltung nachdenken.." kann ich Dir nur sehr ans Herz legen.

Das sie nicht funktionieren würde habe ich nie behauptet. Sie ist nur nicht wirklich durchdacht so.
ronnysc - Fr 12 März, 2010 10:01
Titel:
gut mit dem Spannungsfolger gebe ich Dir Recht, habe das Ganze mal simuliert und bei Belastung selbst mit 100 Ohm funktioniert es noch. War ich in der falsche Annahme das dies notwendig sei.

Nur mit den Kondensatoren das würde mich dann doch mal genauer interessieren wie Du Dir das vorstellst.
da_user - Fr 12 März, 2010 13:36
Titel:
Weil Kondensatoren schon immer Gleichspannung rausfiltern wenn man sie in REIHE schaltet?
philipp_c - Fr 12 März, 2010 15:55
Titel:
@ronnysc: Wenn Du Dir einen idealen OP vorstellst, dessen Ausgangsimpedanz gegen Null geht, warum sollte dann Deine Differenzstufe nicht mehr diese Ausgangsimpedanz haben? Die verhält sich genauso wie Dein Spannungsfolger am Ausgang.
Durch jede Stufe bekommst Du aber mehr Rauschen in Deine Schaltung, deshalb ist es sinnvoll möglichst wenig Verstärker hintereinander zu hängen.

Der Strom durch einen Kondensator C * dU/dt wie ich gestern schon geschrieben habe. Du kannst also nur einen Strom fließen lassen, wenn Du eine Spannungsänderung hast. Damit eignet er sich sehr gut um Gleichspannung zu filtern. (Wie dauser ja schon schrieb)

So machen es übrigens die meisten Audioschaltungen, deshalb verzögert man das Einschalten der Endstufe auch. Der ansonsten zu hörende Plopp rührt vom laden dieser Entkoppelkondensatoren.

Weiter kannst Du Dir jetzt diese Gleichspannungstrennung zu nutze machen, indem Du den Arbeitspunkt Deiner Schaltung zB etwa in die Mitte Deiner Versorgung legst. Damit sparst Du Dir dann die negative Versorgung. Am Ende koppelst Du das ganze einfach wieder aus und bist so auch am Ausgang wieder unabhängig von einer um eine Gleichspannung verschobene Masse.
Shaker - Fr 12 März, 2010 16:59
Titel:
Tach.

Ich befürchte auch, dass ich diese Störgeräusche haben werde, wenn ich mit dem Einbau durch bin. Aber ich frage mich, ob man diese Schaltung hier wirklich braucht? Wenn ja, müsste sie ja jeder brauchen.

Lässt sich eine Masseschleife nicht einfach vermeiden sozusagen per Design, bevor man zu solchen Mitteln hier (Differenzverstärker etc.) greifen muss?

Ich bin noch dabei, das Ganze zu verstehen: Bildet sich eine Masseschleife / Brummschleife nicht dann, wenn 2 Geräte, die dieselbe Spannungsquelle haben, an 2 räumlich voneinander entfernden Punkten ihren Kontakt zur gemeinsamen Masse haben?

Im Auto würde das bedeuten: Minuspol der Endstufe ist im Kofferraum an die Karosserie angeschraubt, der Car-PC Minuspol vorne auch an die Karosserie. Zwischen diesen Punkten liegt ein beachtliches Stück Leiter/Blech mit einem Widerstand > 0. Das soll doch für feine Potentialunterschiede sorgen und Induktionen verstärken oder so ähnlich. Ich versteh's noch nicht ganz Smile

Aber was ist, wenn man beide Geräte nah bei einander verbaut und die Masseleiter auch nebeneinander laufen lässt, bis sie wieder sehr dicht bei einander an Fahrzeugmasse gelangen?

http://de.wikipedia.org/wiki/Brummschleife
ronnysc - Fr 12 März, 2010 18:09
Titel:
@shaker: genauso vermeidet man Brummschleifen, geht nur nicht immer (Masseverbindung intern ist mies). Deine Variante ist aber dem Differenzverstärker vorzuziehen da es immer besser ist die Ursache zu ellinimieren als die Wirkung zu bekämpfen. Induktionen verstärkt es nicht aber eine Differenzspannung entsteht. Den Strom, der dann fließt bei Verbindung der Spannungen über z.B. Chinch-Kabel, hört man dann.

@philipp_c: genauso funktioniert es nicht da der "Ausgleichsstrom" über die Masse/Schirmung fließt. Bei meiner Schaltung ist aus diesem Grund auch die Eingangsmasse und die Ausgangsmasse NICHT miteinander verbunden. Wenn dieser Kondensator (der wiederum auch Einfluss auf die Übertragungsfrequenz hat) ausreichen würde, bräuchte man sowas wie meine Schaltung oder andere Lösungen mit Übertrager nicht.
siehe auch: www.masseschleife.de oder http://de.wikipedia.org/wiki/Brummschleife

schönes WE
philipp_c - Sa 13 März, 2010 10:41
Titel:
Natürlich kannst Du es mit Kondensatoren trennen (Und die Grenzfrequenz legst Du Dir natürlich so, dass sie im Audiobereich nicht stört). Das Du den Strom unterbrechen musst ist völlig klar. Ich glaube Du verstehst einfach nicht worauf ich hinaus will.
ronnysc - So 14 März, 2010 04:57
Titel:
Ja z.Zt- stehe ich da aufm Schlauch. Zeichne doch mal auf wie Du es meinst. Wenn es funktioniert wäre es eine schöne Sache da mir der ICL7662 auch nicht passt. Bis jetzt brauche ich aber die -12V für die Schaltung.
philipp_c - So 14 März, 2010 16:59
Titel:
Im Anhang mal ne Idee. Ich hab da jetzt nicht weiter drüber nachgedacht. Das Ganze lässt sich sicher noch besser machen, soll nur mal zeigen wie ich das Ganze überhaupt gemeint habe.

PS: Warum darf das Attachment eigentlich nur max. 800x600 sein?

PPS: Wenn Du am Ausgang in die Nähe von 0V kommen willst ist der TL072 evtl. nicht so gut geeignet. Der LM324 kommt zB sehr weit an seine untere Betriebsspannung ist aber warscheinlich nicht die ideale Wahl im Audiobereich. Also entweder wählst Du einen OP der weit runter kommt oder Du legst auch den Ausgang in die Mitte der Versorgung und koppelst wieder mit einem Kondensator aus.
ronnysc - So 14 März, 2010 18:39
Titel:
Danke für die Schaltung, werde das Ganze mal probieren und wenns klappt übernehmen und dann hier Bescheid geben.
philipp_c - So 14 März, 2010 19:16
Titel:
Das ist keine fertige Schaltung. Das soll nur das Prinzip darstellen. Um vernünftige Werte und auch um evtl. andere Beschaltung solltest Du Dir schon noch Gedanken machen.
ronnysc - Di 16 März, 2010 14:33
Titel:
das ist schon klar das ich nicht einfach die Werte so übernehme.
philipp_c - Di 16 März, 2010 15:44
Titel:
An Deiner Stelle würde ich den Ausgang auch noch Gleichspannungsmässig anheben und noch einen C spendieren, dann bekommst keine Probleme mit dem OP.

PS: Mir fällt gerade ein: Du musst sogar, sonst kann es ja in Deinem Fall nicht funktionieren.
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