8-Kanal Multiroom Audio Controller+Verstärker auf piCorePlayer Basis

[Tauri]

Wie habt Ihr denn die Spannungsversorgung da möglichst niederimpedant angeschlossen? Ich bekomme da gerade so 0,75 mm² rein, oder habt Ihr da 2,5 mm² einfach draufgelötet?

[Hochpass]

habt Ihr da 2,5 mm² einfach draufgelötet?

Spricht nichts dagegen

[DeepB]

Ich habe jetzt zwar einen guten Teil des Threads gelesen, es sind aber ein paar Fragen übriggeblieben:
1) Ist die Hardwareliste und allgemeine Beschreibung in post 1 noch aktuell? Gibt es änderungen die noch empfohlen sind?
2) Mit der Platine von papaarrugada werden die einzelnen Kanäle getrennt ein und ausgeschaltet um das Einschalt-"plopp" zu verhindern. Ist das korrekt?
3) Mit der Platine kann ich 4 Kanäle ein/ausschalten? 4x Mono oder 4x Stereo? Wenn ich mehr schalten will brauche ich mehrere Platinen?

vielen Dank
Daniel

[papaarrugada]

Ich habe jetzt zwar einen guten Teil des Threads gelesen, es sind aber ein paar Fragen übriggeblieben:
1) Ist die Hardwareliste und allgemeine Beschreibung in post 1 noch aktuell? Gibt es änderungen die noch empfohlen sind?
2) Mit der Platine von papaarrugada werden die einzelnen Kanäle getrennt ein und ausgeschaltet um das Einschalt-"plopp" zu verhindern. Ist das korrekt?
3) Mit der Platine kann ich 4 Kanäle ein/ausschalten? 4x Mono oder 4x Stereo? Wenn ich mehr schalten will brauche ich mehrere Platinen?

vielen Dank
Daniel

Hallo Daniel,

zu 1)
also diese Platine wird mit 5 Portleitungen von Raspi angesteuert, 4x für Stereo und 1xPower für die Verstärker. Du brauchst halt noch ein Laptopnetzteil und 8 Verstärkermodule und natürlich einen Raspi mit Netzteil
zu 2)
ja, 4 Stereopaare getrennt, die je nach Start/stop gemutet werden oder nicht, d.h. eine GPIO-Leitung pro Stereopaar.
Und den Einschalt-Plopp verhindet auch noch ein zusätzlich verzögert angesteuertes Relais für die Versorgung der Verstärker.
zu 3)
wie gesagt 4x Stereo. Wenn man mehrere Stereopaare schalten will, kann man weitere GPIOs vom Raspi verwenden und damit eine weitere Platine ansteuern. Die Spannungsversorgung für die Platinen kann man weiterverteilen

Die Platine könnte man auch halb bestücken, um nur 2 Stereopaare anzusteuern.
Die Verbindung vom Raspi zur Platine erfolgt direkt mit einer Brücke von einer Stiftleiste zur anderen.

[Tauri]

Also eins habe ich noch nicht ganz verstanden und ich kenne mich mit der Audiotechnik was Masseschleifen und Signalqualität angeht nicht so gut aus.
Vielleicht kann mir das einer von euch mal erklären:

Wenn ich es richtig verstanden habe, verwendet man zwei unterschiedliche Netzteile (Raspi und SNT für Verstärker) damit diese galvanisch getrennt sind und keine Masseschleife entsteht. Korrekt?

Wenn ich jetzt allerdings die Masse mal durchmesse, dann ist doch Power GND des Verstärkers bis zur Masse von der Micro-USB Ladebuchse des Raspi verbunden (Quick & Dirty ~ 1,5 Ohm). Gibt es hier dann nicht genau das Problem, welches man eigentlich vermeiden wollte?

Oder ist es genaug anders herum? Wirklich (möglichst) alle Masseverbindungen sollten untereinander einen möglichst großen Querschnitt und somit niedrigen Widerstand haben, damit möglichst überall das gleiche Potential anliegt.

[Hochpass]

Also eins habe ich noch nicht ganz verstanden und ich kenne mich mit der Audiotechnik was Masseschleifen und Signalqualität angeht nicht so gut aus.

Das ist kein spezielles Audiotechnikthema. Das sind EMV basics.

Wenn ich es richtig verstanden habe, verwendet man zwei unterschiedliche Netzteile (Raspi und SNT für Verstärker) damit diese galvanisch getrennt sind und keine Masseschleife entsteht. Korrekt?

Damit löst man nur ein Problem. Mir fallen mindestens noch 8 weitere ein :-)

Wenn ich jetzt allerdings die Masse mal durchmesse, dann ist doch Power GND des Verstärkers bis zur Masse von der Micro-USB Ladebuchse des Raspi verbunden (Quick & Dirty ~ 1,5 Ohm). Gibt es hier dann nicht genau das Problem, welches man eigentlich vermeiden wollte?

Undabhängig davon, dass die die 1,5 ohm nicht glaube:
Nein. das Problem liegt zwischen DAC und Verstärker Eingang. Was davor ist ist egal, wenn man die GPIOs galvanisch getrennt hat und für den PI und den Verstärker mindestens ein galvanisch getrenntes Netzteil verwendet hat.Die "heilige" Masse ist genau am DAC also auf der Soundkarte. Auf den einen Punkt wird das analoge Audiosignal referenziert. Von diesem Punkt wird das Audiosignal sternförmig zu den Verstärkern verteilt. Auf der Verstärkerseite sind jetzt dadurch dass in der Regel nur ein Netzteil verwendet wird alle Massen der Versorgung miteinander verbunden. Wenn man jetzt die Soundkarte an die Verstärkerbank lötet gibt es zwischen DAC Ausgang und ADC Eingang viele parallele Massepfade. Daduch dass die Massen parallel sind fließen da mehr oder weniger Ströme der Vertärkerversorgung. Egal was man tut es gibt einen Spannungsabfall auf der Masse zwischen vom Audiosignal der Soundkarte und Verstärkereingang (Gegentaktstörung)
Diesen Strom kann man jetzt bei dieser Architektur nicht vermeiden nur...

Oder ist es genaug anders herum? Wirklich (möglichst) alle Masseverbindungen sollten untereinander einen möglichst großen Querschnitt und somit niedrigen Widerstand haben, damit möglichst überall das gleiche Potential anliegt.

...dafür sorgen, dass der Spannungsabfall so gering wie möglich ist in dem man die Masse niederimpedant verteilt. Auf deiner Leiterkarte würde man nicht unterbrochene Masselage nehmen und dafür sorgen, dass an diesen stellen keine anderen Ströme fließen. Beim Verstärker hilft nur großer Querschnitt und kurze Verbindungen.

P.S.: für den hier gewünschten Anwendungsfall ist das Leiterkartendesign vom Verstärker nicht ideal. Ideal wäre wenn Versorgung und Audioeingang direkt nebeneinander liegen, was den Massepfad auf der PCB deutlich verkürzen würde. Aber egal. Bei mir läuft es rauschfrei genug. -> Good enough.

Mal sehen, wenn ich mal Zei hab mache ich mal eine PCB mit SODIMM PI,Verstärker, DAC und optimiertem Massekonzept. Jetzt kommt aber erstmal Sommer und ich muss Terasse bauen.

[Tauri]

Hochpass
Vielen Dank für deine Erklärung. Ich hoffe ich habe es richtig verstanden und die nächste Frage ist nicht völliger Quatsch:

Die "heilige" Masse ist genau am DAC also auf der Soundkarte. Auf den einen Punkt wird das analoge Audiosignal referenziert. Von diesem Punkt wird das Audiosignal sternförmig zu den Verstärkern verteilt.

Sollte man dann nicht auch für die Verbindung der Masse von der Soundkarte zu den Verstärkereingängen nicht lieber ein kurzes Kabel mit großem Querschnitt zum "mittleren" Verstärker ziehen und dann weiter zu den anderen Platinen statt von jedem Kanal das winzige Kabel der Klinkensteckerkabel? Quasi analog zu der Spannungsversorgung für die Verstärker?

OT: Ach und die Terrasse ist bei mir auch noch fällig.

[MaFe]

Sry war Blödsinn...

[Hochpass]

Hochpass
Sollte man dann nicht auch für die Verbindung der Masse von der Soundkarte zu den Verstärkereingängen nicht lieber ein kurzes Kabel mit großem Querschnitt zum "mittleren" Verstärker ziehen und dann weiter zu den anderen Platinen statt von jedem Kanal das winzige Kabel der Klinkensteckerkabel? Quasi analog zu der Spannungsversorgung für die Verstärker?

Wie gesagt auf einer Leiterkarte würde man eine Massefläche nehmen. Alles andere ist ein Kompromiss.

Ein Kompromiss ist z.B.:
Negative Audioeingänge alle genau so niederimpedant durchverbinden wie auf der Versorgungsseite. Zur Verbindung zwischen Soundkarte und Verstärker würde ich die Massen im Kabel mitführen um für den Rückstrom vom Audiosignal keine große Schleife zu bauen. Was auch wichtig ist, das Kabel einigermaßen kurz zu halten und evtl. zu verdrillen.
Ein anderer Kompromiss ist die Verstärer am negativen Eingang dick durchzuverbinden und genau eine dicke Masseverbindung zu verwenden. Der Rückstrom aller 8 Kanäle fließt jetzt leider durch den gemeinsamen Rückleiter. Wenn die Masseleitung jetzt nicht niederimpedant genug ist macht der Spannungsabfall auf der Masse leider wieder einen Spannungsabfall, der als Gegentaktstörung für die anderen Verstärker sichtbar wird.

Nicht schön aber das Ergebnis ist dann meiner Meinung nach ausreichend.

Ach hier gilt wieder: Es gibt mehrere parallele Massepfade was Gleichtaktstörungen und ggf. Magnetische Einkopplungen bedeuten kann.
Unterm Strich wie oben: Lässt sich bei dieser Architektur nicht ändern, man kann aber durch dicke, kurze Masseleitungen das Referenzpotential "festnageln"

[mfd]

Nicht schön aber das Ergebnis ist dann meiner Meinung nach ausreichend.

So sehe ich das auch.
Nebenbei, mein Prototyp läuft nach wie vor sehr zuverlässig. Ich könnte mir derzeit keine bessere Lösung was Preis/Leistung und Stromverbrauch angeht vorstellen. In Kombination mit KNX und den EDOMI-LBSen ist das für mich eine runde Sache.

[MaFe]

Moin,
mein Aufbau nähert sich langsam auch der Fertigstellung!
Leider habe ich noch ein Problem mit meinem Netzteil(en).
Ich habe mir für die Endstufen zwei günstige China Laptop-Netzteile (12V und 20V, jeweils 100W) gekauft und versorge damit die 12 Verstärker-Module (TDA8932). Die Spannungsversorgung der einzelnen Module werden mit einem Relais geschaltet. Wenn ich jetzt einen Kanal aktiviere, habe ich ein deutliches Fiepsen auf dem Lautsprecher. Das Verbinden von PE auf Masse verringert das Rauschen etwas, das hochfrequentere Fiepsen allerdings nicht.

Der Gegentest mit einem Meanwell Schaltnetzteil ist in Ordnung. Damit habe ich kein Rauschen aber kurz ein störendes Knacken sobald eine andere Endstufe zugeschaltet wird. Das Knacken ist dann auf allen bereits aktiven Endstufen deutlich zu hören.
Ein weiterer Test mit einem Meanwell HLG 24V/10A lief noch schlechter ab. Dort fiepst und knackt es ...

Im Gegensatz zu den meinsten von euch verwende ich keinen Rpi sondern den MusikServer4Lox auf meinem Server.

Habt ihr eine Idee wie ich aus der Nummer wieder heraus komme, welches Netzteil habt ihr verbaut?
Oder habe ich mir mit den TDA8932 keinen Gefallen getan?


Grüße,
Manu

[MaFe]

Kann keiner helfen?

PS: In meiner Konstellation scheint der TPA3118 einen Ausschaltplopp zu haben, der TDA8932 nicht. Dafür reagiert der TPA3118 weniger auf das Einschalten weiterer Endstufen ...

[Hochpass]

Kann keiner helfen?
.

Vermutlich nicht. Hast du das gelsen was ich zum Rauschen der Masse geschrieben habe? Bzw hast du es verstanden? Davon ist nichts umgesetzt.

Wenn dein Schaltnetzteil Frequenzanteile bei geringer Last generiert die hörbar sind (evtl. lückender Betrieb) hilft nur ein großer elko oder ein anderes Netzteil

[MaFe]

Hallo Hochpass,
danke für deine Antwort! Natürlich habe ich deine Ausführungen gelesen.

Gestern habe ich mich nochmal hingesetzt und die komplette Verkabelung überarbeitet und nochmal Versuche mit den Netzteilen gemacht.

Was soll ich sagen, jetzt funktioniert es sehr zufriedenstellend!
Knackpunkt war, dass 20V Netzteil zu verwenden und an die Versorgung 3x 4700uF zu hängen. Bei 12V sind die Endstufen wohl empfindlich und Knacken deutlich beim Einschalten anderer Endstufen. Mit den Kondensatoren habe ich das hochfrequente Fiepsen auf ein nicht mehr hörbares Maß reduzieren können.

Viele Grüße und einen schönen Sonntag!

[Hochpass]

Das Knacken der anderen Endstufen ist vermutlich eher verursacht durch den Inrush Current in die Elkos der Verstärker. Wenn man einen Kondensator mit einem Relais hart schaltet ist der Strom zum Aufladen der Ekos extrem hoch und nur durch parasitäre Induktivitäten und Widerstände gebremst.
Dieser Strom fließt auch auf der Masse was bei unsauberer Masseführung einen Spannungsabfall auf der Masse generiert. Und da hier das Problem mit den parallelen Massepfaden und unsaberen Referenzen existiert knackt es.
-> Klassische Gegentaktstörung
Auch hierfür hilft nur dicke kurze Masseverbindungen.