Ursachenforschung Brummproblem

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ZackPlonk
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 01. Jun 2021, 19:05

Bei meinem

Röhrenendstufenprojekt bin ich über ein Brummproblem gestolpert. Ich konnte das Problem zwar lösen, aber ich habe das ganze nicht wirklich 100% verstehen können. Allerdings habe ist meine Sachkenntnis auch lückenhaft. Vielleicht kann sich hier jemand mit mehr Ahnung ahand meiner Beschreibung ein Bild machen und mir das etwas besser erklären...

Das ganze ist als "Vollverstärker" konzipiert. Es gibt eine Eingangsplatine die per Stufenschalter und Relais einen Eingang wählt. Von dort geht das Signal zu einem DACT Stufenpoti (50k) zur Lautstärkeregelung und dann zum Verstärkereingang.

Die Röhrenendstufe ist mit Wechselspannung geheizt. Kanäle jeweils über eine eigene Sekundärwicklung des Netztrafos. Die Heizung ist dann jeweils vor und hinter den Röhren über 1,5µF und 220R auf Masse synchronisiert.

Von einer der 6,3V Anschlüsse wird auch die Eingangsplatine gespeisst. Die hat ein eigenes Netzteil mit Brückengleichrichter und TS317 Spannungsregler um 5V DC für die Relais zu erzeugen.

Der original Plan sieht vor, dass die Masse der Eingangsplatine über die Signalleitungen mit der Verstärkermasse verbunden ist. Wenn ich das so aufbaue habe ich, auch bei komplett heruntergeregelter Lautstärke ein leichtes Brummen. Das Brummen kommt in dem Moment, wo die Masse der Signalleitung verbunden wird. Als Signalleitung kommt ein zweiadriges geschirmtes Kabel zum Einsatz. der Schirm ist nur Verstärkerseitig an Masse. an der Eingangsplatine sind dann nur die Innenleiter verbunden. (Ein Kabel pro Kanal).

Wenn ich stattdessen die Masse der Eingangsplatine über ein separates Kabel mit der Verstäerkermasse verbinde brummt es nicht.

Ich kann mir das nur so Erklären (vorsicht Halbwissen), dass der Ausgleichsstrom, der zwischen Eingangsplatine und Verstärker fliesst auf die andere Ader des Signalkabels überspricht.
Ich habe mal einen 5,1R Widerstand in die Separate Masseverbindung gehängt und über diesen den Spannungsabfall mit einem Oszilloskop gemessen. da sehe ich dann einen 50Hz Sägezahn zwischen -25mV und 0V das wären also etwa 5mA die da maximal als Ausgleichstrom fliessen.

Reicht das um in einem Kabel auf eine Nachbarleitung stark genug überzusprechen, dass das Brummen entsprechend in den Verstäerker gelangt? Oder passiert da etwas ganz anderes? Ist dieser Ausgleichstrom in zu erwartenen Rahmen oder deutet das vielleicht auf einen Fehler hin?

Wie gesagt, mit einer separaten Leitung für die Masseverbindung ist das Problem nicht vorhanden. Ich habe dann nur den Kabelschirm Verstäerkerseitg auf Masse gelegt und die Verstäerkermasse über die zweite Ader bis zum Poti geführt. Zur Eingangspaltine geht dann aber nur noch die Signalader (und der Schirm, der aber auf Seite der Eingangsplatine nicht verbunden ist).

Schöne Grüße,
Lars

[Beitrag von ZackPlonk am 02. Jun 2021, 08:07 bearbeitet]

ZackPlonk
Ist häufiger hier

#2 erstellt: 02. Jun 2021, 09:17

Ich hab mal versucht, die beiden alternativen Anschlussszenarien (für einen Kanal) in einer Zeichung darzustellen. Dann ist es vielleicht etwas einfacher zu verstehen was ich oben versucht habe zu beschreiben...

Ich hab in der linken Skizze (Brummt) versucht, die Heizung und die darüber gespeiste Eingangsplatinenversorgung stark vereinfacht* mit einzuzeichnen. Rechts (Brummt nicht) ist der Teil natürlich genauso...

*) Ich hab hier nur eine Endröhre als Eintakt angedeutet, statt das jetzt originalgetreu als Gegentaktschaltung mit allem drum und dran wiederzugeben.. das sollte hier ja nichts zur Sache tun

[Beitrag von ZackPlonk am 02. Jun 2021, 12:05 bearbeitet]

ZackPlonk
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 02. Jun 2021, 09:35

Und hier wäre nochmal die erwähnte Messung über einen 5,1R Widerstand in der separaten Masseverbindung (rechtes Bild, oben)

Kanal steht auf DC (5mV/Div.), wir haben hier also tatsächlich -25mV bis 0mV...

AndyGR42
Stammgast

#4 erstellt: 08. Jun 2021, 11:47

Moin

Ich verstehe den Schaltplan nicht. Eventuell zeigst Du uns mal den gesamten Plan.

Der Gleichrichter (wenn auch falsch eingezeichnet) sowie die Kondensatoren zwischen Heizung und Masse deuten auf eine Gleichstromheizung hin und keine Wechselstromheizung. 220Ohm sind auch recht hoch. Je nach Röhre empfiehlt sich da eher 47Ohm. Darüber hinaus kommt es auch darauf an, wie die Röhre beschaltet ist. Beim Kathodenfolger wird es nochmal leicht komplizierter.

Hat die Chinch Buchse an der Eingangsplatine noch irgendwo Verbindung zur Masse? Eventuell über das Gehäuse (Verbindung Erdung-Masse)? Dann hättest Du im linken Fall eine Schleife mit der Schirmung. Den Schirm lege ich z.B. immer nur auf einer Seite auf.

AndyGR42
Stammgast

#5 erstellt: 08. Jun 2021, 14:38

Ok, nach dem 8. Mal lesen hab ich es auch verstanden. Der Gleichrichter ist richtig rum

Ob es so gut ist die Heizungswicklung dafür zu nutzen lasse ich mal offen

Die Kondensatoren zwischen Heizung und Masse kannst Du dir eigentlich sparen. Bei 50Hz bewirken die quasi nichts. Ich würde da bei EL34, KT88 etc. 2x 47Ohm / 2Watt nehmen.

Ist denn die "Masse" der Eingangsplatine vom zentralen Massepunkt galvanisch getrennt?

[Beitrag von AndyGR42 am 08. Jun 2021, 14:40 bearbeitet]

ZackPlonk
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 17. Jun 2021, 13:45

Hi Andy...

Bzgl der Nutzung der Heizungswicklung: was spricht denn konkret dagegen. Ich hatte auch schon überlegt ob das Nachteile haben kann, wusste aber nicht so recht weiter... Ich könnte der Eingansplatine auch einen eigenen kleinen Trafo verpassen. Das wäre auch meine nächste Station gewesen, wenn ich nicht auf den Workaround mit der alternativen Masseführung gekommen wäre.
Der Netztrafo hat zwei Heizungswicklungen (für jeden kanal eine) der Abgriff passiert nur an einem der Kanäle. (Wenn es brummt, dann aber in beiden Kanälen, bzw, immer in den Kanälen in denen die Masseverbindung auch mit über das Signalkabel hergestellt wird)

Die Eingangsplatinen masse ist ansonsten galvanisch vom Gehäuse getrennt es besteht also nur eine Masseverbindung über die eingezeichnete Leitung; entweder über eine Ader in der Signalleitung (brummt) oder über eine separate Leitung direkt zum Zentralen Massepunkt (Star Ground) der Verstäerkerplatine (nicht Zentraler Massepunkt des Gehäuses)

LG
Lars

sohndesmars
Inventar

#7 erstellt: 18. Jun 2021, 07:08

Moin Lars, die Kondensatoren an der Heizung können zumindest HF-Anteile blocken, ganz unsinnig sind sie also nicht, auch wenn die Heizungsbetriebspannung sehr niederohmig zu sein scheint.
Das Brummen auch bei runtergedrehter Verstärkung/Lautstärke indiziert wahrscheinlich eine klassische Brummschleife. Irgendwie wurde im ersten Fall die Eingangsplatine auf zwei unterschiedlichen Wegen mit Masse verbunden > Masseschleife. Im zweiten Fall wird die Schleife stark reduziert oder ausgeschaltet, das Brummen ist weg.
Ein übrigens wichtiger Punkt bezüglich Schaltungs- und Layoutdesign. Genau sowas zu vermeiden.

AndyGR42
Stammgast

#8 erstellt: 18. Jun 2021, 09:02

ZackPlonk (Beitrag #6) schrieb:

Bzgl der Nutzung der Heizungswicklung: was spricht denn konkret dagegen.

Weil Du so über die Symmetrierung und den Gleichrichter eine Brummschleife baust, wenn die Eingangsplatine nicht vollständig, galvanisch von der zentrale Masse getrennt ist. Wenn Du die daraus gewonnene Spannung nur für die Relais Spulen nutzen würdest, dann sollte das kein Problem sein. Der Teil darf halt nur nicht mit der zentralen Masse verbunden sein. Auch nicht über die Chinch Buchsen.

ZackPlonk
Ist häufiger hier

#9 erstellt: 19. Jun 2021, 22:31

Die Masse der Stromversorgung der Eingangsplatine und die Signalmasse liegen auf der Eingangsplatine in der Tat zusammen. Wenn das über Gleichrichter auf Eingangsplatine und Synchronidierung der Wechselstromheizung zu einer Masseschleife führt, dann wär das wohl die Erklärung.
Dann würde eine Versorgung der Platine über einen eigenen kleinen Trafo wohl die sauberste Lösung sein (wenn ich nicht das Design der Eingangsplatine so ändere, dass da Versorgungsmasse und Signalmasse komplett getrennt geführt werden, oder?

Wie kommt es aber, das mein „workaround“ auch funktioniert und das Brummen komplett beseitigt?

LG
Lars

AndyGR42
Stammgast

#10 erstellt: 20. Jun 2021, 08:16

Moin

Nun, ein Stück weit hast du dir das schon selbst beantwortet. Durch dir Verbindung der Masse fliest ein recht hoher Strom. In der Abschirmung der Signalleitung beeinflusst er das Signal selbst. Separat geführt nicht.

Also, du musst nicht zwingen ein eigenes NT dafür bauen. Wenn ich das richtig verstanden habe nutzt Du diese Stromversorgung nur für die Relaisspulen. Spule und Kontakt sind galvanisch getrennt. Es gibt in diesem Fall keinen Grund die Masse für die Spulen überhaupt mit der zentralen Masse zu verbinden. Hauptsache, die Signalmasse bleibt von der Masse für die Spulen getrennt.

Ich würde in dem Fall die Masse der Chinch Buchsen direkt mit der zentralen Masse verbinden. Die Abschirmung der Signalleitung würde ich nur auf einer Seite auflegen, am einfachsten ist das meisten an der Chinch Buchse.

ZackPlonk
Ist häufiger hier

#11 erstellt: 18. Aug 2021, 14:04

Ich bin nun endlich dazu gekommen noch mal einen separaten kleinen Print-Trafo für die Umschaltplatine zu verbauen. Damit ist die Endstufe nun komplett brummfrei.
Eine galvanische Trennung zwischen Signalmasse und Versorgungsmasse der Relais wäre natürlich auch richtig gewesen (eigentlich sogar richtiger wie ich finde). So ist die Platine halt jetzt einfach nicht aufgebaut... Nächstes mal :-)

Danke noch mal für die Hilfe...

LG
-Lars