TAS5613 im BluRay System hat Störgeräusche

[Philipp M. (pm_siggi)]

Hallo Zusammen,

ich habe derzeit ein kleines Sorgenkind auf dem Tisch.

Es handelt sich hierbei um ein BluRay Komplettsystem der Marke LG mit 
der Bezeichnung HB905SA.

Die grundlegende Funktion ist in allen Bereichen gegeben, jedoch machen 
die Class-D Endstufen Probleme.

Das äußert sich darin, dass nach einer gewissen Laufzeit (5 Minuten 
genügen) auf den beiden rechten Lautsprechern sowie auf dem Center 
Lautsprecher ein unangenehmen fiepen auftritt. Von der Akustik ähnlich 
einem Radio, dass man nicht ganz genau auf die passende Frequenz 
gestellt hat.
Das fiepen ist unabhängig von dem gewählten Eingang am Gerät und hat, 
sobald es auftritt, eine gleichbleibende Lautstärke.

Bei dem Gerät kommen drei TAS5613 Class-D Schaltkreise von TI zum 
Einsatz.
Die im Schaltplan angegebene Zuordnung "Front, Center/SW, Rear" ist 
irreführend und nicht korrekt.
Faktisch ist
- IC701 für Front-Left und Rear-Left
- IC702 für Center und Subwoofer
- IC703 für Front-Right und Rear-Right
zuständig.

Das wird auch bei der Beschriftung der Ausgangssignale deutlich.

Da dieses Phänomen auch auftritt, wenn ich die Eingänge der betreffenden 
Endstufen ICs (IC702 und IC703) auf GND lege, schließe ich ein Problem 
in der DAC Sektion, sowie der Symmetrisierung der Audiosignale aus.

Die Betriebsspannung liegt Konstant bei 36V und weist keinen 
nennenswerten Ripple auf, der für ein SMPS ungewöhnlich wäre. Gleiches 
für die 12V Hilfsspannung.
Ich habe die Entkopplungskondensatoren (im Schaltplan grün markiert, 
Siehe Bild amp_edit) alle überprüft und deren ESR und Kapazität liegen 
vollkommen im grünen Bereich.

Der Effekt scheint temperaturbedingt aufzutreten. Kühle ich den 
gemeinsamen Kühlkörper der Verstärker Chips ab, so steigt die Frequenz 
des fiepens und es wird entsprechend leiser, bis es schließlich nicht 
mehr zu hören ist.
Die Temperatur des Kühlkörpers liegt vor dem Abkühlen bei etwa 45-50°C, 
also ebenfalls im grünen Bereich.
Alle Chips sind mit frischer, dünn aufgetragener Wärmeleitpaste 
versehen.

Ein teilweises Abkühlen der DAC/Symmetrie Sektion oder der 
Ausgangsfilter hatte keinen Einfluss auf die Intensität oder Lautstärke 
des Fiepens.

Im Schaltplan eines baugleichen Gerätes wurde ich stutzig. Die drei 
Chips arbeiten in einer Master/Slave Konfiguration.
IC701 ist hierbei der Master und gibt mit seinen OSC-IO+ und OSC_IO- 
Ausgängen die Oszillatorfrequenz an die beiden Slaves IC702 und IC703 
weiter. Spannend hierbei auch, dass bei IC703 die beiden Anschlüsse 
offensichtlich vertauscht sind. Nicht nur im Schaltplan, sondern auch 
auf dem Board. (Im Schaltplan orange markiert).
Ein Test, bei dem ich diese Signale aufgetrennt habe an IC703 und 
entsprechend gedreht habe, brachte keine signifikante Verbesserung des 
Problems.

In dem Schaltplan fand ich angehängt eine Tabelle, die scheinbar 
Differenzen zwischen einer alten und einer neuen Schaltungsvariante 
beschreibt. (Siehe Bild tabelle)

Scheinbar werden in der neuen Konfiguration die ICs nicht mehr im 
Master/Slave Modus betrieben, sondern:

- IC701 mit 10K/20K gegen 3,3V -> 400kHz/340kHz
- IC702 mit 20K gegen 3,3V -> 340kHz
- IC703 mit 30K gegen 3,3V -> 300kHz

Dabei werden die OCS_IO+ und OSC_IO- Verbindungen zwischen den einzelnen 
ICs ebenfalls aufgetrennt.
Welche Frequenz IC701 in dieser Konfiguration verwendet, hängt ja 
maßgeblich davon ab, ob Q703 durchschaltet.
Ich schätze das mit einer neuen Board Revision, dieser per Software 
dauerhaft durchgeschaltet wird, und IC701 damit mit 400kHz läuft.

Bei anderen Nutzern, die dieses Problem hatten, wurde damals durch LG 
das Verstärker Board ausgetauscht.

Nun ist mein Monolog beendet und ich äußere endlich meine Fragen:

Gibt es einen speziellen Grund IC703 mit verkehrtem OSC Input 
anzuschließen?

Könnte der Master/Slave Modus die temperaturabhängigen Störungen 
verursachen?

Welchen Grund aus Class-D Sicht könnte es geben, die drei ICs mit 
jeweils unterschiedlichen Frequenzen Schwingen zu lassen? Verhindern von 
Interferenzen untereinander?


Ziel soll natürlich sein, diesen nervigen Hintergrundton loszuwerden.

Als Ausrüstung steht mit Lötstation, SMD Heißluft Lötstation, UNI-T 
UT137C Multimeter, LCR Transistortester und ein RFT EO213 zu Verfügung. 
Trenntrafo wäre bei Bedarf ebenfalls vorhanden.

Ich hoffe der Eine oder Andere hat noch ein paar Ideen.

Danke schonmal im Voraus an alle!

[Mampf F. (mampf)]

Nach "5 Minuten" ist ja oft so ein Kandidat für Kältespray ... Schon 
ausprobiert? :)

[K. M. (Gast)]

Welchen Wert hat der Kühlkörper? Oder zeig uns die Dimensionierung

[Philipp M. (pm_siggi)]

Mampf F. schrieb:
> Nach "5 Minuten" ist ja oft so ein Kandidat für Kältespray ... Schon
> ausprobiert? :)

Kältespray ist auf den Weg, dürfte morgen ankommen.
Dann kann ich präziser bestimmte Komponenten testen.

Maha S. schrieb:
> Welchen Wert hat der Kühlkörper? Oder zeig uns die Dimensionierung

Wert ist mir leider nicht bekannt. Abmessungen sind 4x4x12cm³.
Anbei ein Bild.

Grüße,
Philipp

[K. M. (Gast)]

Daraus kann man leider nicht den K/W Wert bestimmen. Direkt aus dem 
ganzen Gerät schlau zu werden wird sehr lange Dauern, aber ein 
hochfrequentes Rauschen kannst du ja mal versuchen zu filtern. Versuch 
es mal, wenn du RC Filter verwendest. Es ist zwar etwas gepfuscht, aber 
ein Versuch ist es Wert.In welchen Frequenzbereich wird der Ton 
ausgegeben?

[Philipp M. (pm_siggi)]

Hallo Zusammen,

ich wollte zunächst die Ankunft des Kältesprays abwarten, aber ich habe 
gestern Abend mal einen Umbau auf das "new circuit" gewagt, wie es im 
Service Manual vorgegeben ist.

Derzeit laufen die Chips mit 400kHz/340KHz/400kHz und was soll ich 
sagen,
das Störgeräusch ist komplett verschwunden.

Ich vermute, dass das Platinenlayout im Bezug auf die Master/Slave 
Konfiguration suboptimal war und deswegen diese Probleme auftraten.

Ich besorge mir jetzt noch passende SMD Widerstände, um das schöner zu 
verbauen und gut ist.