Phoniebox - Wie Störgeräusche behben?

  • Hallo liebe Raspberry Gemeinde :)


    ich habe eine Frage zu den Störgeräuschen, die CPU und andere Komponenten bei meiner Phoniebox verursachen. Mir konnte damit bisher nicht einmal unser ansässiger Elektronikladen helfen, wo wir schon divrse Teile ausprobiert haben. Dazu komme ich aber noch.

    Vorab: Was Elektronik und Bauteile angeht bin ich interessiert, aber absoluter Neuling. Ich bin am PC mehr auf der Software unterwegs.



    Nun zum Problem:

    • Bei CPU Last ist ein entsprechendes Störgeräusch zu hören
    • Wenn das WLAN gesucht wird, ist regelmäßig ein brummiges Störgeräusch zu hören
    • Wenn die Powerbank lädt und deren Status LEDs blinken, ist ein helleres/dumpferes Fiepen zu hören (je nach Anzahl der leuchtenden LEDs)
    • Wenn am RFID Leser die Grüne/Rote LED leuchtet, ist ein Störgeräusch zu hören (ggf. aber auch wegen der CPU beim Befehl ausführen)

    Zusatz:

    • Beim einschalten gibt es ein hässliches Knacken, wenn der Verstärker Strom bekommt (Laden der Kondensatoren?) Wird der Verstärker erst später über den eigenen Drehweiderstand/Switch eingeschaltet, passiert das nicht)


    Hier einmal ein (Versuch) des Schaltplans. Da es der erste ist, den ich jemals mit dem Programm erstellt habe, möge man mir das Eine oder Andere verzeihen.

    Das GND (schwarz) überall durchgezogen wurde, ist Absicht. Wie unten beschieben habe ich beim Messen festgestellt, dass GND immer (an und ausgeschlatet) und überall gleich gegen den LiPo- verbudnen ist.


    Oben Links ist natürlich meine Powerbank. Da ich nichts wirklich passendes an Symbolen/Platinen hatte, aber auch nciht jedes Bauteil Nachbilden wollte eine "Blackbox" und die wichtigsten Teile.

    Danach folgt der Pi mit dem OnOffSHIM. Die Hardware-Button sind auf die abgebildete Binbelegung umkonfiguriert.

    Am Pi angeschlossen sind der USB RFID Leser und die USB Soundkarte.

    Unten rechts ist mein Sorgenkind (obwohl ich mittlerweile denke daran liegt es gar nicht!). Der Verstärker hat einen Poti mit OFF Position am Anschlag. Das Tonsignal kann per 3,5 Klinke oder über 3-Adern zugeführt werden. Aus Platzgründen im Gehäuse habe ich ein altes Klinke/Chinch Kabel zerschnitten und die Adern angeschlossen.



    Unten Links ist mein aktueller Workaround

    Wenn ich dem Verstärker eine eigene Stromzufuhr verpasse (z.B. 4 AAA Akkus mit 4,8 Volt; 4,5 will der Verstärker min.), dann ist KEIN einziges Nebengeräusch zu hören.

    Allerdings kann ich den Zusatzakku bisher nicht einzeln Anschlaten und vor allem nicht laden.

    Die Schalter, wie im Bild gibt es natürlich nciht, das ist nur als Entweder PB oder AkkuPack gedacht, damit nicht einfach die Kabel durcheinander laufen.


    Gescheiterte Versuche

    • Andere Stromversorgung für das Gesamtkonstrukt. Selbst mit einem starken Netzteil für 5 Volt oder andere Powerbanks hat sich nichts geändert
    • Den Verstärker mit eingenem Kabel vom 2. PowerBank Anschluss versogen. Das Kabel abgeschnitten und +/- an den Verstärker verbunden.
    • Kondensator vor dem Verstärker zur Verbesserung der Stromversorgung bei Last an anderer Stelle (Diverse Größen im Elektronik-Handel getestet) --> Aber da sind ja auch die 2 35V1000@µF, die der Platine nach direkt nach dem Stromanschluss kommen
    • Kondensator auf der 5V Schine vom Pi, um das dort generell besser zu stabilisieren
    • Verstärker direkt an den LiPo angeschlossen (zu wenig Spannung, 4,5V min; obwohl die grüne Status LED geleuchtet hatte...)
    • Spule vor dem Verstärker eingefügt (hat nur etwas das Start-Knacken verbessert)
    • GND am Audio-In des Verstärkers nicht verbunden (DEUTLICH schlechter geworden das Ganze)
    • MT3608 DC-DC StepUp Booster zwischen LiPo und Verstärker, um getrennte Stromversorgungen, wie mit dem AkkuPack zu erhalten



    Was mir noch aufgefallen ist

    • Wenn ich nur VCC am Verstärker anschließe, springt der Verstärker bereits an, weil er über GND vom Audio-In zurück leitet!?
    • Auch im ausgeschalteten Zustand (OnOffSHIM und Powerbank aus) kann ich auf allem was GND ist einen Widerstand von 0 messen, weil von LiPo- bis Verstärker immer alles verbunden bleibt. Nur + wird abgeschaltet!?


    Meine letzten Ideen

    1) Ich hatte mir zuletzt noch MT3608 DC-DC StepUp Booster bestellt, weil ich testen wollte, ob ich die Situatiuon mit dem AkkuPack nicht auch durch einen Step-Up vom LiPo an den Verstärker hinbekomme. Dabei hatte ich aber das Problem, dass gar kein Ton kam. Habe es dann mit 2 StepUp Modulen für doppelte Ausgangs-Stromstärke noch versucht, aber auch ohne Erfolg.


    2) Zum Trennen des AkkuPacks habe ich ein 4-fach 5V Relais besorgt, damit ichnach dem Starten des Raspberry über die GPIO das Relais schlißen kann, um dann erst dem Verstärker Strom zu geben. Das würde antürlich auch bei dem MT3608 genutzt, damit dort nur bei PowerOn auch der Verstärker Saft bekommt. Da ich dann och 3 Relais frei hab, würde ich damit auch erst verzögert die Lautsprecher verbinden -> Start-Knacken umgehen


    3) Kann ich mit Dioden eine Trennung zwischen GND Pi und GND Verstärker-Stromversorgung hinbekommen? Oder anders dafür sorgen, dass die Störgeräusche nicht mehr über den Verstärker gehen (Spulen)?



    Ich denke ja, dass aufgrund des überall gleichen GND die Störung von CPU und allen anderen Teilen auch über den Lautsprecher mit geht (Trotz 2 Kondensatoren auf der Platine).

    Dass es an der PB Elektronik selbst liegt, würde ich meiner Meinung nach ausschließen, da es auch mit anderen Stomquellen so bleibt und bei einem reinen eigenen Akku für den Verstärker sofort weg ist.



    Ich bin für jede Anregung gerne offen.

    Wenn ich von einzelnen Teilen noch Bilder liefern soll, bitte gerne anfragen.



    VG

    Screem

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  • Moin,


    ich hatte einen ähnlichen Effekt, allerdings mit einer USB Soundkarte und Aktivboxen. Bei mir habe ich später festgestellt, dass der Alsamixer relativ weit runtergedreht war (15% Lautstärke oder so). Dementsprechend habe das Rauschen der Soundkarte durch hoch aufgedrehte Aktivboxen maximal verstärkt. Lieber Raspberry Ausgangssignal lauter machen und dafür den Verstärker weiter runterdrehen.

    Schau Dir doch mal an, auf was Dein alsamixer steht.

  • Hallo, danke für den Tipp.

    Im alsamixer war -20db eingestellt. Also 50% des Balkens (Oberkante grüner Bereich). Ich habe das mal auf -10 höher gestellt (Oberkante grauer Bereich).

    Die Phoniebpx selsbt ist ja auf Software-Lautstärke eingestellt. Und da ahb ich den Regler vom Verstärker natürlich so gesetzt, dass einem bei 100% nicht die Ohren wegfliegen.


    Aber ja, die Störgeräusche werden mit höherer Verstärkung auch lauter.

    Trotzdem: Wenn der Versärker einen eigenen Akku bekommt, ist alles weg (bis auf ein leises Grundfiepen)


    Im Anhang habe ich eine ZIP beigefügt mit 2 Hörproben. Beide mit audacity aufgenommen und um 30db verstärkt! Dsa soll aber nicht heißen, man würde es nicht auch ohne Verstärkung hören.

    • "noise.mp3" -> Alles über eine Stromquelle versorgt. Man hört gut die CPU raus (Klick auf Medenbibliothek neu laden) und das dötdötdöt-dötdötdöt ist das WLAN
    • "akku.mp3" --> Gegenstück mit eigenem Akku. Hier ist nur ein leises fiepen drin.




    EDIT: Schaltplan Workaround hinzugefügt


    Hier noch einmal ein Schaltplan, wie ich die Stromkreise per Relais trennen könnte. Das wäre aber ggf. nur eine Lösung, die ich langfristig für das Start Knacken nutzen würde. Wie gesagt: Ich möchte ungern einen zweiten Akku nutzen, da ich dafür nicht wirklich Platz und auch keine Lademöglihckeit habe. Immer aufschrieben und Akkus wechseln ist auch blöd.


    5V Relais (Affiliate-Link)





    EDIT2: Wieder was rausgefunden

    Hab heute mal wieder etwas gebastelt und einen kleinen (unbestimmten SMD --> Stamms auf einer GraKa, kann die 5V aber ab) Keramik Kondensatur am Stromeingang der Sound planine angebracht. Es ist tatsächlich etwas besser geworden. aber immernoch zu hören.


    Was mir aber auch aufgefallen ist: Wenn ich das Audio-Kabel nicht dran hab, herrscht auch Stille.

    Fließt da irgendwie durch die Soundkarte und den Stromeingang irgendwo Strom durch den verstärker, was der als Audio Sognal nimmt und verstärkt?

    --> Würde ja keinen Sinn machen, dass da was über GND geht, weil ich schon gemessen habe, überall ist GND gleich (0 Widerstand)


    :!:Müsste dann demnach ggf. doch schon die Soundkarte auf dem Audio-Out (R/L und eben nicht GND) bereits die Störung haben?

    Würde als nächstem mal den onboard Sound testen, wenn ich ihn wieder in Gang bekomme. (in der config deaktiviert, Ausgabegerät für mopidy festlegen)

    • Best Answer

    tja, das kommt davon, wenn man sich die nächstbesten Chinaböller schnappt und dann was draus zusammenschustert. Ein 2x50W-Verstärker für ca. 6,50€ wie dieser (Affiliate-Link) hat eben unter Umständen einfach Störgeräusche. Da braucht man bloß die Ein-Stern-Rezensionen auf amazon zu lesen. Aber auch manche Vier-Stern-Bewertungen geben Hinweise auf die für dieses Modul typischen Störgeräusche.


    Anstelle von eher einfacher USB-Soundkarte und angeblich-50W-Billigverstärker lieber für's gleiche Geld einen MiniAmp verbauen. Der ist auf den RPi abgestimmt und die Audioqualität passt wenigstens. Da ist zwar auch ein eher windiger Class-D-Verstärkerchip (PAM8403) drauf, aber der ist mit seiner Beschaltung vernünftig angepasst.
    Und bitte nicht von den 3W vs. 50W Audioleistung blenden lassen!


    Meine Meinung zur Audioausgabe auf dem RPi

    Bauanleitung zu meiner Phoniebox: So habe ich es gemacht und hatte audiomäßig keine Qualitätsprobleme.


    nix für ungut!
    schlizbäda

  • Hi schlizbäda, alles gut. In Sachen Elektronik bin ich halt neu und bin beim verstärker mehr nach der Durchschnittsbewertung gegangen.

    Wie sehr sich sowas dann auf die Qualität auswirkt ist dann die Erfahrung. Und ich meinte ja, bin für jede Meinung und Tips dankbar.


    Was mich ja noch immer wundert ist, dass es störfrei läuft, wenn ich einen gleich starken eigenen Akku dran hänge.


    Ich habe es jetzt "gelöst" mit dem Vorschlag von Morphel. Im alsamixwe hab ich auf max gedreht und der verstärker ist nur ein Mü über ausgeschaltet.


    Damit ist die Gesamtlautstärke zwar etwas geringer, aber im Ergebnis kein Störgeräusch mehr. Vorher war 30% super als normale Lautstärke. Jetzt bin ich bei 50%.

    Auch das Startknacken ist damit sehr leise geworden.

  • In solchen Fällen ist eben ein möglichst hoher Signal-/Rauschabstand wichtig. Den erreicht man, wie Du schreibst, durch hohe Ausgangspegel der Signalquelle (hoher Pegel im alsamixer) in Verbindung mit niedriger Lautstärkeeinstellung am Endverstärker. :thumbup:
    Die Frage ist ohnehin, wie laut soll es für die Kinder letztlich sein?


    Bei der Sache mit dem anderen Akku könnte sein, dass sich hier die Masseverbindungen ändern und damit eine Brummschleife beseitigt wird. Bei billigen Verstärkermodulen wird häufig in der peripheren Beschaltung gespart, die solche Masseschleifen kompensiert. Man fängt sich dann ganz leicht Störungen ein, wie von Dir beschrieben.


    Und sorry, wenn ich klugscheißerisch rübergekommen bin. Ich bin in früheren Jahren bei solchen Aktionen selber schon oft genug ins Fettnäpfchen getreten...