Audio Störgeräusche

  • Problem erkannt, Problem gebannt. Erstmal...Sobald ich die Massen auftrenne ist Ruhe im Karton. *Jubel*


    Klassische Masseschleife Problematik also. Im Momemt habe ich das über zwei separate Netzteile erreicht. Ein USB Netzteil für den Pi und ein Hutschienennetzteil für den Verstärker. Die einzige Verbindung beider Gruppen ist also nunmehr über das Audio-Out Kabel (USB-Sound-> Klinke -> Verstärker). Ich wundere mich (fast) alleine zu sein mit diesem Problem. Mein Aufbau und die Hardware ist ja Standard...


    Ich würde natürlich gerne erreichen nur eine Spannungsvesorgung zu haben. D.h ich muss Verstärker und Pi galvanisch voneinander Trennen. Dazu muss ich noch mal recherchieren. Es gibt vermutlich Feststannungsregler oder irgendwelche Koppler die das sauber hinkriegen. Ich könnte neben einem externen Netzteil von 230V~ auf wasauchimmer auch die 24V DC meiner Loxone in den DoorPi legen. Von den 24V aus müsste ich dann runter auf 2x 5V galvanisch getrennt. Wenn jemand einen guten Rat hat, immer gerne willkommen.


    Ich habe mir nun noch mal zum Testen einen NF Filter für die Klinke bestellt. Mal sehen ob der es trotz selber Spannungsquelle richtet. Ich vermute nicht vollständig, ist aber ein Experiment wert. Sonst geht er wieder zurück. Die Soundkarte und den Verstärker habe ich erstmal wieder storniert.

  • Moin.


    In wie weit eine einzelne Stromquelle Sinn macht, muss man sich mal ausrechnen. Ich habe zwei Netzteile mit sehr hohem Wirkungsgrad und sehr niedriger Stand-By Stromaufnahme ausgesucht. Einmal 5V für den Pi und einmal 12V für Verstärker, Relais und LED's. Gerade das 12V hat einen sehr niedrigen Stand-By Strom (0,3W), da es ja nur zeitweise benötigt wird. Würde man aus den 12V die 5V für den Pi erzeugen, würde das mehr Verlustleistung erzeugen. Mit einem DC/DC Wandler (um die 80% Wirkungsgrad) wären das, bei den 4W des Pi, 0,8W. Und zwar 24/7 und nicht nur in der Leerlaufzeit.


    Außerdem sind die DC/DC Wandler durchaus selbst Störungsquellen. Ich habe beide Seiten per Optokoppler galvanisch getrennt. Allerdings brückt der KEMO Verstärker die Masse. Das war im Labor kein Problem. Zwar hört man an der Sprechstelle Rauschen und digitale Artefakte, die sind aber im Verhältnis zum Pegel des Nutzsignals verschwindend gering und kommen schon aus der Soundkarte. Daran wird sich vermutlich auch nichts in der Praxis ändern, da der Verstärker direkt beim Pi verbaut wird. Wenn es doch Probleme gibt, kann ich den Eingang des Verstärkers noch mit einem NF Übertrager galvanisch trennen, damit wären auch die Massen getrennt.


    @Marcus: Für NF Filter müsste man zunächst mal die Frequenz der Störungen wissen. Alternativ baut man einen Bandpass Filter (z.B. einfacher RC Bandpass), der nur den Bereich der Sprache durchlässt. Für eine Sprechstelle sollten 300-3000 Hz reichen. Das ist eine Qualität wie ein analoges Telefon. 200-5000 Hz gibt die Sprache natürlicher wieder, birgt aber die Gefahr wieder die Störungen zu übertragen.


    http://www.hobby-bastelecke.de…haltungen/filter_band.htm

  • Moin Andy,


    danke für deine Einschätzung und ausführliche Erklärung. Wenn ich das so lese heißt das aber in Summe, dass alles ein Experiment bleibt. Ich hatte gestern ein wenig in den einschlägigen Elektronik Foren recherchiert und versucht es mit mit meinem lange brachliegenden Wissen zu verstehen. Aber ich habe nirgendwo eine eindeutige Aussage gefunde, was ein probates Mittel gegen solche Brummschleifen ist. Man bekommt viele Ansätze, nur legt sich keiner fest.


    Ich sage mal es ist eine niederfrequente Störung. Vielleicht kannst du am Geräusch erkennen, was ein passendes Mittel sein könnte. Habe ich angehägt.
    Stoergeraeusch.zip
    Stoergeraeusch unter Last.zip


    Welche Netzteile /Bauteile hast du denn verwendet? Ich habe von anderen gelesen, die mit bestimmten Spannungsreglern (in Kaskade) gute Erfolge erzeilt hatten.


    Gelöst hatdie ganze Misere ein LT1086, eingestellt auf 9V


    Ausgangsspannungzwischen Netzteil und LM1036. Dieser Low-Drop
    Spannungsreglerdämpft die doch sehr niederfrequenten Störungen
    einwandfrei.


    Du scheintst ja vom Fach zu sein. Kannst du eine Empfehlung aussprechen bzw. mal einen schematischen Schaltpaln für deine Lösung aufstellen? Ansonsten würde ich den Bandpass (wäre der Bandpass 2. Ordnung nicht ideal mit Sprachfrequenz-Bereich?) mal testen, wenn mein NF Filter nichts bringt.

  • Meine Schaltung findest Du hier:


    Platine und Schaltung für einfache Sprechstelle


    Ich habe für den Pi ein "Rasperry certified" Stecker Netzteil im Bundle mitbestellt. Für Verstärker und Beleuchtung verwende ich ein Stecker Netzteil von Conrad:


    https://www.conrad.de/de/steck…-1500-ma-18-w-518365.html


    Vielleicht ein bisschen überdimensioniert, hat aber Reserven für weitere Relais, Beleuchtung etc.

  • P.S.: zum Geräusch. Eine einfach Analyse zeigt einen "lauten" Bereich um 600 Hz (das dürfte das knattern sein) und einen bei 3,5kHz.


    Damit ist eine Brummschleife eigentlich vom Tisch, da sich diese meist bei den 50Hz des Netzes bewegt.


    Gerade die 600 Hz sind schwer raus zu filtern. Das würde nur mit einem extrem steilen Filter funktionieren und Signifikate Teile der Sprache eliminieren. Die 3,5 KHz würde man mit einem steilen Hochpass weg bekommen.


    Ich würde nach den Ursachen suchen. Vermutlich hast Du kein Oszilloskop und kannst somit auch nicht herausfinden an welcher Stelle die Frequenzen noch auftreten. Misst man z.B. die 5V des Pi ist die Gleichspannung schon ordentlich mit Störungen überlagert. Das liegt in der Natur der Sache, wenn hochfrequente, digitale Schaltungen mit im Spiel sind. Diese Nebengeräusche hört man eben auch in der Ausgabe der USB Soundkarte. In den kleinen USB Soundkarten wird nicht viel Aufwand für Stabilisierung und Siebung der Stromversorgung unternommen.


    Die 600 Hz sind aber schon ungewöhnlich. Da würde mich tatsächlich mal die Ursache interessieren. :)


    Spannungsregler haben übrigens einen lausigen Wirkungsgrad. Im Prinzip verwandeln sie Strom in Wärme. Der Pi wird immer mit rund 4 Watt angegeben. Das ist eine Stromaufnahme von 0,8 A bei 5V. Gibst Du nun 24V auf einen Festspannungsregler muss dieser die Differenz in Wärme ableiten. Das sind bei 0,8 A und 19 V satte 15,2 Watt. Dafür brauchst Du einen echt dicken Kühlkörper und steigerst den Stromverbrauch auf knapp 20 Watt! Daher werden auch in solchen Fällen die DC/DC Wandler eingesetzt. Die verbraten so um die 20% (einige auch weniger) als Verlustleistung in Wärme. Was aber immer noch mehr sein kann als ein zweites Netzteil.



    P.S.: Bevor jemand fragt: http://www.sonicvisualiser.org/download.html

  • Simple aber coole Analyse und immer wieder beeindruckend, welches Know How in so einem Forum zusammenkommen.


    Ich fürchte aber ich werde die eigentliche Ursache nicht finden können. Wir fehlt es dazu an Equipment und Wissen. Von daher "machen wir das mit den Fähnchen" :) Soll heißen: ich suche ein möglichst effizientes 5V Netzteil (das von dir vorgeschlagene z. B.) und speise den Verstärker separat ein. Obwohl eine kleine Heizung per Festspannungsregler im Gehäuse bestimmt in gutes Mittel gegen Kondenswasser ist.


    Danke dir/euch für die Unterstützung und Ideen!

  • Also ich hatte am Anfang auch Probleme mit dem Nachgeschalteten Verstärker, bis ich schlicht und ergreifend einenn DC/DC Wandler mit Galvanischer Trennung für den Verstärker (aus einem Pringles-Verstärker, macht bei 3,3V immer noch soviel Leistung, das ALSA auf 12% !!!steht) benutzt habe.
    MEE1S0503DC
    Seitdem ist ruhe.....
    Was ich aber trotz allem immer noch mache: Ich schalte den Verstärker über EVENT nur aktiv wenn es sein muss. Ansonsten ist er im Standby.

  • :D
    Hallo Marcus
    Es gab einmal für drei Pringles Packungen einen Lautsprecher mit Verstärker der genau auf die gleichnamigen Dosen passte. Ich wusste ich kann ihn mal gebrauchen.....komplette Schaltung etwas kleiner als ein Kronkorken.
    Ist ein Verstärker für 2-5 Volt. LM4871


    Gruß Peter

  • Blöde Frage von mir: Kann es eventuell sein, dass es kein "600Hz-Problem" sondern ein "Vielfaches von 50Hz-Problem" ist?

    Nicht auszuschließen. Aber die Frage bleibt, warum? Brumm- oder Masseschleifen haben in der Regel etwas mit dem Stromnetz zu tun. Konkret werden zwei Geräte über eine interne Masse, z.B. die Schirmung eines Kabels, verbunden, welche auch gleichzeitig Verbindung zum Schutzleiter (Erde) der Stromnetzes haben. Das ergibt eine Schleife in welche sich die 50Hz des Stromnetzes überträgt. In den hier verwendeten, unsymmetrischen Kabeln (Klinke) ist die Masse auch der zweiter Leiter für das Nutzsignal und die Schirmung. Daher haben Störungen viel stärkere Auswirkungen als bei symmetrischen Kabeln (XLR) wie sie in der Tontechnik verwendet werden.


    Stecker Netzteile haben in der Regel keinen Schutzleiter. Da sie nach VDE0100 eine galvanische Trennung und Schutzisolierung haben müssen, sind Brummschleifen eher unwahrscheinlich, aber nicht unmöglich. Das hängt auch ein bisschen von der Hausverkabelung, wie z.B. Neutralleiter und Schutzleiter verlegt sind. In einem Altbau hatte ich damit auch schon mal Stress. Letztlich musste ich eine separate Masse in Form eines 4mm² Kabels zwischen den Geräten Legen und dann war Ruhe :)


    Marcus's Hutschienen Netzteil könnte aber einen Schutzleiteranschluss haben


    Allerdings erklärt das immer noch nicht wie die 600 Hz zustande kommen. Frequenzen vervielfältigen sich nicht so ohne weiteres.

  • Zitat von motom0001

    Blöde Frage von mir: Kann es eventuell sein, dass es kein "600Hz-Problem" sondern ein "Vielfaches von 50Hz-Problem" ist?

    Prinzipiell ja: Jede Schwingung von 50 Hz, die keine reine Sinuswelle ist, hat Oberwellen bei Vielfachen von 50 Hz. Allerdings glaube ich das in diesem Fall nicht, denn sonst würde das Problem mit hoher Wahrscheinlichkeit auch bei 550, 650, 700 Hz. etc. auftreten.


    Tatsächlich ist das möglicherweise ein Signal aus dem Stromnetz, siehe hier:


    https://www.mikrocontroller.net/topic/198729


    LG


    pah

  • Nachdem ich den ollen Massetrennfilter eh schon bestell hatte, wurde er natürlich auch mal testweise eingebaut. Tja, was soll ich sagen? Das Geräusch ist vollständig weg. Den Rest würde ich als normales Rauschen der eingesetzten, günstigen Hardware zuschreiben. Ist aber fast nicht mehr wahrnehmbar. Ich bin ein wenig überrascht, dass er so wirksam ist. Nachdem was ich alles in diversen Foren so gelesen habe, hätte ch das für ausgeschlossen gehalten. Aber umso besser. Problem endgültig gelöst.


    Dennoch bleibt es natürich interressant wo diese Störungen ausgerechnet bei mir herkamen. Ich müsste den DoorPi zum Testen eigentlich mal in einem anderen Haushalt anschließen. Vielleicht mache ich das mal.

  • Deswegen hab ich für den Verstärker inen DC/DC Wandler mit Galvanischer Trennung.
    Ich glaube auch das Pahenning recht hat, dass dann das Signal auch bei anderen Frequenzen sein müsste.
    Aber wenn es mit deinem Filter weg ist, dann weißt du wenigstens schon mal eine Lösung.....7


    Gruß Peter