Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audioverstärker auf Steckbrett rauscht


von Tristan (Gast)


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Ich baue für meine Allerliebste gerade einen Wecker mit OLED Display und 
MP3 Wiedergabe. Hertzstück ist ein Atmega 16. Der steuert zum einen das 
OLED Display, zum anderen über einen Analogschalter (4066) einen alten 
zerlegten MP3 Player (Creative MUVO NX). Das Audiosignal des MP3 Players 
wird mit einem LM4861 in Brückenschaltung verstärkt und über einen 8 Ohm 
Lautsprecher ausgegeben.

Im Anhang die Schaltung des Verstärkers und das Datenblatt. Anfangs 
hatte ich ein Lautstärkepoti zwischen MP3 Player und Verstärker. Ein 
konstantes Hintergrundrauschen, besonders bei leiser Musikwiedergabe 
hörbar, hat mich dann dazu bewegt, mit dem Poti R7 den 
Verstärkungsfaktor des LM4861 direkt zu steuern. Blieb schonmal nur noch 
das Rauschen bei lauter Wiedergabe. Um das Rauschen weiter abzuschwächen 
habe ich Kondensator C14 verbaut. Ist als Notlösung ein Kompromiss aus 
dumpfer Musik und viel Rauschen.

Problem: Es rauscht und zirpt mir noch zu stark. Gründe für das Rauschen 
gibts viele: Step-Up-Wandler des OLED Displays, MP3 Player 
Spannungsversorgung, ... Allerdings kann ich mit weiteren diversen 
Glättungskondensatoren keine Besserung erzielen. Ich habe festgestellt, 
dass C12/C13 eine besondere Rolle spielt. Wird die Kapazität hier 
kleiner, steigt der Rauschpegel stark an. Allerdings bringt eine weitere 
Erhöhung der Kapazität keine weitere Rauschminderung.

Jetzt meine Frage: Erledigt sich das Problem vielleicht von selbst, wenn 
ich alles auf eine Streifenplatine gelötet habe (momentan noch 
Steckbrett)? Wenn nicht: Lohnt es sich einen eigenen Spannungsregler für 
den Verstärker zu nutzen (7805)? Bekomme ich das Problem durch eine 
Modifikation meiner Schaltung weg?

von Enn V. (envii)


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Benutze mal auf dem Steckbrett besonders kurze Kabel und sehr kurze 
abstände, das hilft meißt unwahrscheinlich. Steckbretter stecken oft 
auch nicht gut, sprich die Kontakte sind nicht optimal. Löten bringt auf 
jedenfall Verbesserung. Eventuell braucht es noch eine kleine Filterung 
am Ausgang.

von Enn V. (envii)


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achja und drauf achten das alles gleiche Masse hat und nichts in der 
Luft hängt.

von oszi40 (Gast)


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1.Schon mal mit dem Oszi überprüft ob der Verstärker schwingt?
2.Jeder Draht ist auch eine wunderbare Antenne. Machmal ist eine 
Abschirmung des Eingangs sehr nützlich. Jede zusätzliche Verstärkerstufe 
verstärkt das Übel mehr. Daher ist der Lautstärkeregler weiter hinten 
meist besser (solange nichts verzerrt).
3.Ob örtliche Veränderung hilft. Evtl streut was ein?

von Kai K. (klaas)


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Erst mal garnichts an den Eingang anschließen: Also die linken Seiten 
von R5 und R6 auf Masse legen. Außerdem C14 entfernen und R7 durch einen 
Festwiderstand von 25...33k ersetzen. Bei der gesamten Beschaltung auf 
allerkleinste Abstände achten, also R4, R7, C11, R5 und R6 ganz nahe am 
Chip anordnen, mit kürzesten Drahtverbindungen. Dann noch den 
Shutdown-Eingang auf Masse legen. Wieder auf kürzeste Verbindung achten. 
Und schlußendlich noch C10 einen 100µF Elko parallel schalten. So, jetzt 
sollte es eigentlich nicht mehr rauschen. Falls doch, mal den Chip 
wechseln oder für eine wirklich saubere 5V sorgen.

Wenn bis hierhin alles in Ordnung ist, kannst du mal deinen MP3-Player 
anschließen...

von Michael K. (charles_b)


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Ich hab mal ne Audio-Schaltung auf nem Steckbrett aufgebaut, aus 
Vorsicht und damit man noch was ändern kann.

Es handelte sich um einen Filter mit 2 Op-Amps, bei dem man die 
Roll-Off-Charakteristik eines AD/DA-Wandlers definiert einstellen konnte 
- also Audio-Frequenzen.

Grundsätzlich hat das auf dem Steckbrett funktioniert, war aber sehr 
störanfällig und verrauscht.

Dann hab ich ne Platine gemacht (altmodisch, einlagig etc.) und die 
Schaltung ging wunderbar.

von Kai K. (klaas)


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>Grundsätzlich hat das auf dem Steckbrett funktioniert, war aber sehr
>störanfällig und verrauscht.

Viele dieser Steckbretter sind eigentlich Fehlkonstruktionen. Wenn man 
mal genauer hinschaut, erkennt man, daß die Trägerplatte aus Metall ist 
und zu den Steckkontakten einen Abstand von teilweise weniger als 1mm 
hat. Das gibt natürlich gewaltige kapazitive Kopplungen zwischen den 
Kontakten, die man so auf einer ordentlichen Platine niemals hat.

Man kann versuchen, den Abstand zwischen der Trägerplatte und 
Steckkontakten zu vergrößern, was aber oft daran scheitert, daß alles 
miteinander verklebt ist. Zumindest aber hilft es oft, die Trägerplatte 
mit der Signalmasse zu verbinden. Dann hat man die leidige kapazitive 
Kopplung zwischen den Signalen eliminiert, dafür aber auch größere 
Streukapazitäten nach Masse geschaffen, was aber oft von geringerem Übel 
ist.

Als es noch keine mächtigen Simulatoren gab, habe ich vor der 
eigentlichen Prototypphase immer alle Schaltungen, oder zumindest 
wichtige Schaltungsteile damit aufgebaut und gründlich getestet. Man 
kann ohne Mühe und in Windeseile durch bloßes Umstecken Bauteilwerte 
ändern und alle möglichen Varianten durchspielen und Eventualitäten 
durchtesten. Von daher sind diese Steckbretter (wenn sie hochwertig 
aufgebaut sind), zumindest für Analogschaltungen im Audiobereich oder 
einfache Industrieschaltungen sehr hilfreich. Schnelle digitale 
Schaltungen, in denen Chips mit ordenlich Ground Bounce verbaut sind 
oder Videoschaltungen würde ich aber immer auf einer Platine mit 
durchgehender Massefläche testen. Da sind Steckbretter eher ungeeignet, 
weil die Platine da schon konstruktiver Bestandteil der Schaltung wird.

von Thomas (kosmos)


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setze mal ganz nah zw. Pin6 und 5V eine Drossel mit 100µH ebenso ganz 
nah zw. Pin7 und Gnd

Betreibe mal Probeweise den MP3-Player über Batterien, dann könntest du 
schonmal feststellen ob das Netzteil des MP3-Players der Verursacher 
ist, danach bleibt noch das Netzteil des OLED Displays welches du auch 
mit Drosseln entstören könntest.

von Tristan (Gast)


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> Benutze mal auf dem Steckbrett besonders kurze Kabel und sehr kurze
> abstände

Das ist leicht gesagt (siehe Bild) :)

Vielen Dank schonmal für die vielen Tipps. Ich hab jetzt mal folgendes 
gemacht:

1) Eingang des Verstärkers auf Masse gehängt.
--> Sehr leises Rauschen und Fiepen im Sekundentakt. Rauschen geht weg, 
wenn ich mit der Hand Bauteile auf der Platine berühre. Fiepen geht weg, 
wenn ich mit der Hand das zylinderförmige Gehäuse des Uhrenquarzes 
berühre.

2) MP3 Player mit Batterie betrieben (galvanisch getrennt) und 
Kopfhöherausgang an Verstärker angeschlossen.
--> Keine weiteren Störgeräusche außer die bei 1) beschriebenen. Auch 
nicht, wenn MP3-Player läuft.

3) Masse-Versorgung des MP3-Players an Platine angeschlossen (Plus-Pol 
hängt in der Luft, MP3 Player ist also aus). Sonst wie bei 2).
--> Starke Störgeräusche.

4) Masse-Versorgung des MP3-Players direkt neben Masse des 
Audio-Verstärkers gesteckt, sonst wie bei 3). Plus-Versorgung des 
MP3-Players auch verbunden. Player ist aus.
--> Keine weiteren Störgeräusche außer die bei 1) beschriebenen.

5) Setting aus 4), MP3-Player ist an, gibt aber keine Musik aus (Pause, 
bzw. Stille-Track).
--> Mittelstarke Störgeräusche. Die Störgeräusche traten bei 2) nicht 
auf.

Bleibt also zu klären: Verschwindet das Quarz-Fiepen im Sekundentakt, 
wenn ich die Schaltung gelötet habe? Und was hat das Fiepen mit dem 
Quarz zu tun? Der schwingt ja schneller als mit 1Hz. Das Geräusch geht 
tatsächlich nur weg, wenn ich den Quarz berühre, funktioniert nicht bei 
anderen Bauteilen. Der Atmega arbeitet im Sekundentakt einige Aufgaben 
ab. Wenn ich Pins des Atmega berühre wird das Fiepen lauter.

Und die zweite Frage: Der MP3-Player scheint im Betrieb Störungen auf 
die Platine zu geben. Ein Glättungskondensator bei der 
Versorgungsspannung schafft keine Abhilfe. War da noch was mit 
Entstördrosseln/Spulen?

von Kai K. (klaas)


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Der völlig übertrieben riesige Drahtverhau und das Fehlen einer 
niederinduktiven und niederohmischen Masse (Massefläche) ist der Grund 
allen Übels. Mach mal die Drähte vieeeeel kürzer und "lege" sie auf das 
Steckbrett, um die Schleifenflächen klein zu halten. Lege auch mal die 
Metallplatte des Steckbretts auf Masse.

von Thomas (kosmos)


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lege auch mal das Quarzgehäuse gegen Masse, also einfach einen 
abisolierten Draht über den Quarz auf beiden Seiten ins Steckbrett.

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