Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µC in Audioanwendungen?


von Klaus R. (klaus2)


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Hallo zusammen,

ich habe einem altes Radio die Fernbedienbar beigebracht (-> WAF). Dabei 
habe ich "viel gelernt" :/

Ein PT2257 regelt die Lautstärke (I2C nur bei Änderungen aktiv), zwei 
Relais schalten jeweils Power & Quelle (FM/Aux). Das Problem ist, dass 
ich - auch nach einigen Umbauten - immer noch ein 50Hz Brummen höre, 
wenn auch nur ganz leicht. Zudem musste ich einer LED die PWM Dimmung 
nehmen, denn das hat Tastgradabhängige Störungen verursacht.

Nun die Frage: Was ist das Kleine 1x1 bei solchen Dingen? Ich habe nur 
einen Massebezug zum Originalradio, die Versorgung geschieht getrennt 
über ein SNT Platinchen aus einem Handyladegerät. Auch ohne das SNT habe 
ich die gleichen Störungen (Akku). Nehme ich den PT2257 raus, wird es 
etwas weniger (Rin + Rout gebrückt). Die Leitung von Radioplatine zu uC 
Board ist geschirmt.

Meine Frage:
- Wie kann ich die PWM Störungen unterdrücken? Die LED soll im Sleepmode 
dunker sein, zudem wäre die Skalenbeleuchtung gedimmt.
- Was sind sinnvolle Regeln, um Brummschleifen (wobei ich vermute, keine 
zu haben) zu verhindern. Muss man zwischen uC und Digiatlpori Filter 
einbauen?
- ...?

Ich plane das ganze als V2.0 in einen größeren, ebenfalls alten, 
Verstärker einzubauen - dies war nur das Lernprojekt. Da will ich die 
Störungen aber vermeiden, das man es mit den großen Boxen sicherlich 
hört.

Danke, Klaus.

von Christian B. (casandro)


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Ahh das hört sich nach HF-Störungen an. Mach alle Leitungen möglichst 
symmetrisch und mit geschirmten Leitungen. Probier dann mal an welchem 
Ende Du die auf Masse legst. Zusätzlich würde ich mit Induktivitäten an 
den Portpins spielen. Bei manchen Mikrocontrollern kannst Du auch die 
Pins langsamer stellen.

von Klaus R. (klaus2)


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Nun, dreht man die LS voll auf, stellt jedoch auf AUX, hört man in der 
Tat den uC Takt - aber das ist es nicht, es ist ganz klar ein dunkles 
Brummen. Aber ich bin mir in der Tat im Moment nicht sicher, ob sich das 
nicht auch zu 50% aus mechanischem Brummen ergibt (vll war das sogar 
vorher schon da?). Nunja, "objektiv" würde man sagen, das ist so iO.

Störned ist derzeit nur, dass die PWM totgelegt ist - hier vermute ich 
auch, dass durch Drosseln und die Begrenzung der Flanken die Störungen 
besser werden. Gibt es noch weitere Tricks? Rumfummeln im Radio selbst 
ist...nervig. Vll stell ich mal das Breadboard mit der 
Prototypenschaltung oben drauf und schaue, ob ich so vll die Störungen 
provozieren und dann schneller "probieren" kann?

Klaus.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Jede Leitung, die aus einem MC rein- oder rausgeht, ist prinzipiell eine 
Antenne, um die internen Schaltvorgänge an die Aussenwelt abzugeben. Du 
solltest also in die Leitungen zum MC kleine RC Glieder setzen, die als 
Tiefpass wirken und so bemessen sind, das sie den gewollten Schaltimpuls 
zwar noch ohne grosse Flankenverrundung weitergeben, aber höhere 
Frequenzen gegen Masse ableiten. Da der Chip im MC selber auch strahlt, 
bauen viele Leute diesen in ein kleines (Weiss-)Blechgehäuse ein und 
verdrosseln alles, was da rein und raus geht.
Probiere mal, an z.B. den LED Ausgang ein 33 Ohm/1nF RC Glied 
einzubauen, so dass vom MC aus gesehen zuerst der 33 Ohm als 
Längswiderstand und dann der C gegen Masse kommt. Das ganze muss so 
dicht wie möglich am MC plaziert werden. Als nächstes verdrosselst du 
mit einer z.B. 100-470µH Drossel und guten 100nF die Betriebsspannung 
des MC, wieder alles so dicht wie möglich am Prozessor. Mache dann mit 
den anderen Stuerleitungen weiter.

Setze auch die Taktfrequenz des Controllers so niedrig wie möglich an. 
Je niedriger F_CPU, desto geringer sind die Störungen durch die CMOS 
Umschaltvorgänge auf dem Chip.

: Bearbeitet durch User
von Klaus2 (Gast)


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Hi Matze,

Danke für die Tips, ich schaue wie gesagt mal, ob ich die Störungen auch 
mit dem breadboard hinbekomme - das würde es enfach machen.

Die PWM will ich in jedem Fall wieder reaktivieren und hatte schon 100n 
hinter dem 120 Ohm der zur LED geht, da ich das Flankenproblem von 
Anwendungen mit seriellen Bussen kenne - hat aber noch nicht so viel 
gebracht.

Die Versorgung zum uC werde ich mal mit L und C filtern, dann wandert 
hoffentlich nicht so viel raus. über ein bißchen blech "oben & unten" 
hatte ich auch schon nachgedacht, aber aufwendig. Für V2.0 werde ich das 
aber ruhiger angehen und in Ruhe testen.

Klaus.

von Klaus R. (klaus2)


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Hallo zusammen,

nach einigen Korrekturen in der Leitungsverlegung und Verlagerung des 
Schaltnetzteils ist nun Ruhe - bis auf ein leicht zu hörendes 50Hz 
Brummen, welches beim Sleep Mode stört. Dieses Brummen hört man jedoch 
auch, wenn man das Radio komplett ohne den Umbau betreibt und dabei auf 
TB stellt (Tonband, quasi AUX) und die Lautstärke auf 30% stellt.

Frage: Da der PT2257 ja mit dem Originalpoti in Serie liegt, ging ich 
davon aus, dass ich den Poti einfach auf Vol 30% stelle und mit dem 
PT2257 davor dann die Lautstärke bis max zu diesen 30% regel. Mir 
scheint jedoch, dass es ein Unterschied ist, ob man den PT auf 0db 
stellt, oder "ein echtes Poti" nehmen würde - denn das 50Hz brummen hört 
man nicht, wenn man das Originalpoti sehr weit runterregelt.

Ist hier beim PT2257 ein technischer Unterscheid zu einem echten Poti? 
Liegt es ggf daran, dass der PT die Signale intern nur auf eine 
künstliche Masse und nicht auf GND zieht (oder wie habe ich das 
Blockdiagramm zu verstehen)?

Klaus.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Klaus R. schrieb:
> Zudem musste ich einer LED die PWM Dimmung
> nehmen, denn das hat Tastgradabhängige Störungen verursacht.

Führe beide Leitungen der LED verdrillt bis zum MC.

von Klaus R. (klaus2)


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Hallo peter,

Danke, aber wie geschrieben, gibt es keine Störungen mehr, die vom Umbau 
an sich herrühren. Es geht nur noch um die tatsache, dass ich ja den 
orignal Poti auf 30% stelle und diese 30% dann mit dem PT2257 per 
Fernbedienung verstellen kann - also quasi 2 Potis in Serie. Nur stelle 
ich den PT auf -79db (oben schrieb ich fälschlicher Weise 0dB), höre ich 
ein 50Hz Brummen.

Anbei eine Skizze - wenn ich P1 (Originalpoti) auf 30% stelle und P2 
(PT2257) auf 0%, erwarte ich, dass ich gar nichts aus dem Verstärker 
höre, auch kein Brummen, genau so als wenn ich direkt P1 auf 0% drehe.

Klaus.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Klaus R. schrieb:
> Ist hier beim PT2257 ein technischer Unterscheid zu einem echten Poti?
> Liegt es ggf daran, dass der PT die Signale intern nur auf eine
> künstliche Masse und nicht auf GND zieht (oder wie habe ich das
> Blockdiagramm zu verstehen)?

So siehts aus.
Das Brummen kommt vom VSS oder VDD oder von beiden.
Da alles auf VDD/2 bezogen wird, sollte man die Ein- und Ausgänge mit 
Kondensatoren trennen.

von nene (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> höre ich
> ein 50Hz Brummen.

Das hört sich aber sehr nach Masseschleife an. Die Signalleitungen
sind daran vermutlich schuldlos.
Gewöhnlich werden alle Module mit der gleichen Masse sternförmig
vom Netzteil versorgt. Die Signalmassen zwischen den Modulen machen
da Ärger, aber es reicht, wenn man diese Massen, sofern überhaupt
wegen der Schirmung nötig, man nur einseitig anschließt, was dann
völlig reichen sollte und man das Problem damit erledigt. Oder man
versorgt jedes Modul galvanisch getrennt mit je einem extra Netzteil,
dann kann man die Signalmassen durchgehend verbinden.
Die Netzteilmassen verbinden sich dann nur über die Signalmassen.

Ansonsten kann ich mir das Problem auch nicht anders erklären.

von Asko B. (dg2brs)


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Ich wuerde einfach eine "verbrummte" Versorgungsspannung
in Betracht ziehen.
Einfach mal nen Oszi ranhalten und schauen.
Oder die Stromversorgung des eigentlichen "Radios"
über Batterien herstellen.
Dann sollte das schlagartig weg sein.

Ich hab hier so ein paar kleine "Brüllwürfel" für
den Computeranschluss: Qualität und Lautstärke ist ok,
aber selbst ohne Eingangssignal brummt das Gebilde
leise im Netztakt mit.
(bei Beschallung nicht zu merken, aber ebend, wenn die
Sache wie bei Dir im "standby" läuft.)


Gruss Asko.

von nene (Gast)


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Asko B. schrieb:
> über Batterien herstellen.
> Dann sollte das schlagartig weg sein.

Hat der TO anscheinend schon ausgeschlossen.

Klaus R. schrieb:
> Auch ohne das SNT habe
> ich die gleichen Störungen (Akku).

von Klaus R. (klaus2)


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Hallo zusammen,

das mit dem Akku war auf die uC Schaltung bezogen - aber wie gesagt, die 
macht mir keine Probleme mehr. Auch wenn ich den ganzen Kram ausbaue und 
den alten Signalpfad wieder herstelle - ich habe bei AUX und 30% 
Lautstärke immer ein Netzbrummen. Für gewöhnlich liegt sowas an den 
Glättungselkos, aber die sind iO. Drehe ich die Lautstärke mit dem 
Originalpoti runter, wird das Brummen geringer, tue ich das aber mit dem 
in Serie geschalteten PR2257, bleibt es gleich (siehe Skizze oben). Nun, 
ich gebe zu, a) schwer zu erklären, b) vom Aufbau abhängig und c) gerade 
nur so laut, dass man es gaaaanz leicht bei der Einschlaflaustärke hört 
- im Normalbetrieb überhaupt kein Thema, klar.

Im Anhang: Beim Doppelstrich habe ich die Leitbahn getrennt und mit ca. 
20cm geschirmten Kabel zum PT2257 zum uC Board geführt. Kreis: Ein Poti 
mit 4 (!) Anschlüssen, ich war verwundert...wird darüber der Bassanteil 
weggeregelt, wenn man lauter stellt?

Klaus.

: Bearbeitet durch User
von Ralph S. (jjflash)


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Der vierte Anschluss ist für die "lautstärkeabhängige 
Frequenzanpassung", genannt "Loudness"

von MaWin (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> Auch wenn ich den ganzen Kram ausbaue und
> den alten Signalpfad wieder herstelle - ich habe bei AUX und 30%
> Lautstärke immer ein Netzbrummen.

Wenn also das gerät so ist, wie früher ohne Umbauten...

> Für gewöhnlich liegt sowas an den Glättungselkos,

Nein, für gewöhnlich liegt so was an Brummschleifen, also keinsförmigen 
Masseverbindungen.


Schau, ob Aux auch einen Schutzleiter hat. Verwende dann in der 
Aux-Audiozuleitung einen (Stereo-)trenntrafo

http://www.lautsprecher.de/entstoertechnik/audiotrafo/4097/trenntrafo-audiotrafo-nf-trafo-pegeladapter.html?sPartner=merchant-lautsprecher&gclid=CMiNjPmdicMCFeKWtAodjQ4AsQ

http://www.thomann.de/de/millenium_die_dibox_passiv.htm?offid=1&affid=1&subid=159520&subid2=Millenium+DI-E&origin=boost&gclid=CPye2sOdicMCFRHHtAodMjQAwA

http://www.audio.de/ratgeber/ratgeber-so-beheben-sie-brummstoerungen-372647.html

von Klaus R. (klaus2)


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Hallo zusammen,

ich habe heute morgen nochmal auf TA gestellt und die Lautstaärke am 
Originalpoti auf 0 gedreht - mir scheint, als dass das Brummen dann 
quasi genau so stark ist, es also nicht über die Signalleitung in den 
Verstärker kommt, sondern dieser selbst schwingt bzw sich das Brummen 
irgendwo auf Feldern oder Vss einfängt. Sowas lässt sich aber hier kaum 
weiter erörtern...danke für die Denkanstöße, Klaus.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wenn das Gerät noch den Spannungsregler-Klassiker mit Längstransistor 
und Zenerdiode hat, kann es auch der kleine Elko neben der Zenerdiode 
sein, der im Laufe der Jahrzehnte Kapazität verloren hat.

von Stefan F. (Gast)


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Kein Wunder, dass die Endstufe brummt - so wie sie aufgebaut ist.

Heutzutage kosten Transistoren nicht mehr so viel, wie in den 70ern. 
Deswegen baut man Endstufen heute vernünftigerweise so auf, dass sie das 
Brummen der Versorgungsspannung nicht auf die Lautsprecher übertragen. 
Das hat den Vorteil, dass die Kondensatoren im Netzteil viel kleiner 
ausfallen können.

Ich denke, bei dieser Endstufe kommst du nicht drumherum, die 
Verosrgungsspannung brummfrei zu gestalten. Also mit dicken 
Kondensatoren und vorzugsweise einem herkömmlichen Netztransformator - 
kein Schaltnetzteil.

Die LED würde ich nicht mit PWM dimmen, sondern durch Vorwiderstände. 
Zum Beispiel so:
1
        3,3k          LED
2
+5V o---[===]----+---|>|---| GND
3
                 |
4
µC  o---[===]----+
5
         330Ω

Setze den Ausgang auf High, wenn die LED hell leuchten soll. Und 
konfiguriere den Pin als Eingang, wenn die LED dunkel sein soll. Setze 
den Ausgang auf Low, wenn die LED aus sein soll.

von Klaus R. (klaus2)


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Hallo zusammen,

ich habe das nun mal oszillographiert, weil es mich wahnsinnig macht, 
die Ursache nicht zu kennen - jetzt messe ich zwar, was ich höre, bin 
aber noch ratloser :)

Bild 1: Hier sieht man Den Ausgang des Verstärkers bei Poti alle = 0, 
also alles "aus" - 12mV Hub bei 50Hz, hört man kaum, das Trafobrummen an 
sich ist fast lauter.

Bild 2: Hier sieht man Potistellung 50%, aber ohne Audioquelle - das 
Brummen wird dtl hörbar und stört, ist aber auch nur 22mV Hub.

Bild 3: Hier sieht man SWR3 bei "fast zu laut zum Einschalfen", ca. 60mV 
Hub.

Damit habe ich nicht gerechnet - 10mV mehr oder weniger entscheiden 
schon über Wohl oder Übel? Oder habe ich da etwas übersehen? Ich halte 
die Msg ja fast für unplausibel? (Wenn ich jedoch "laut" drehe, also mit 
Audioquelle, passt das Bild zu meinen Erwartungen, Hub im V-Bereich)

Da ist es ja nahezu unmöglich, die Ursachenquelle zu finden, das Oszi 
läuft ja schon bei 20mV/DIV? Kann ein 50Hz Brummen bei 22mV Hub bereits 
als störend emfunden werden?

Klaus.

von Klaus R. (klaus2)


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Hallo Stefanus,

habe deine Antwort gerade erst gesehen - ein uC fiepen höre ich erst bei 
100% Lautstärke, aber so laut macht man das Radio auf keinen Fall - das 
störende Brummen sind 50Hz. Die Eingangsspg ist sauber, aalglatt - 
zumindest, was ich im 20mV Bereich noch sehen kann. Auch "extra" 2200uF 
helfen nicht.

Btw: Was sind die Tricks heutiger Endstufen diesbzgl? Eine Art CMR?

Edit: Kleinen Elko geprüft, iO. Sek Sicherung entnommen, 12V aus 
LinearNT zugeführt. Brummen wird dtl weniger, aber auch davon abhängig, 
ob der Netztrafo an ist oder nicht.

Fazit: Solche Radios sind nicht Schlafzimmertauglich...ich gebs einfach 
auf.

Klaus.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Klaus R. schrieb:
> aber auch davon abhängig,
> ob der Netztrafo an ist oder nicht.

Ah, das erklärt evtl. auch das Phänomen, das du die 12 mV sehr wenig 
hörst, die 22 mV dann aber deutlich. Da könnte der brummende 
Lautsprecher sich gerade gegen den Trafo auslöschen. Sobald der 
Lautsprecher lauter brummt, überdeckt das den Trafo völlig und fällt so 
deutlich auf.

Wenn der Trafo so laut brummt, kann man nicht viel machen, wenns nur die 
Spannungsregelung wäre, könnte man da evtl. einen modernen 
Dreibeinregler reinmachen, der eine viel bessere Brummunterdrückung hat 
als die alten Längsregler mit Ge-Transistoren.
Achso, die Endstufe zieht auch nur ihre 8mA Ruhestrom? Wenn der zu hoch 
ist, dann brummts immer. Einstellen mit R59.

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klaus2)


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Hi Matze,

aber dass man bei völliger Ruhe die 22mV Hub als störendes Geräusch 
wahrnimmt, ist in der Tat so? Ich will gleich mal einen Sinus ausm FG 
mit 20mV auf eine Box legen und mal prüfen, ob dem wirklich so ist.

Die 12mV und 22mV wurden beide mit dem Originaltrafo gemessen, ohne 
externes NT. Vll versuche ich es einfach mal mit einem 7812, wenn ich 
den Imax kenne - ließe sich ja recht einfach als "3 Bein Pltinchen" 
statt dem Ge-Transistor einsetzen.

Edit: Ruhestrom eingestellt von 15 auf 8mA. Ob mit ext oder internem NT 
ist egal, Brummen ist gleich (getestet). Aber jetzt kommts - Erde ich 
die Chassis an PE, ist es fast weg! Halte ich einen Phasenprüfer an 
Chassis, glimmt das Lämpchen (es liegt aber keine Netzspg an der 
Chassis, keine Sorge) - was soll denn das bitte?

Klaus.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Klaus R. schrieb:
> Halte ich einen Phasenprüfer an
> Chassis, glimmt das Lämpchen (es liegt aber keine Netzspg an der
> Chassis, keine Sorge) - was soll denn das bitte?

Der alte brummende Trafo hat nicht mehr so die Top Isolation, da fliesst 
ein kleiner Leckstrom. Vllt. hat das Gerät mal lange in einer feuchteren 
Umgebung gestanden, oder die Isolationsmaterialien haben aus einem 
anderen Grund nicht mehr ganz die besten Eigenschaften.
Das kann natürlich auch ein Grund für einen Brummanteil sein, da kommen 
bei dem Radio eben einige Kleinigkeiten zusammen.

von Klaus R. (klaus2)


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Stimmt...von daher, ich lasse es, wie es ist. Ggf tausche ich die ganze 
Stromversorgung mal durch ein ext. 12V Steckernetzteil als SNT aus. Aber 
jetzt "steht es erstmal wieder da, wo es hingehört". "Brumm" ist echt 
eine fiese Matente. Danke für deine Tips.

Klaus.

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