Durch Spannungswandler verursachte Störgeräusche beheben?

Solche Wandler haben den Ruf nicht immer die sauberste Ausgangsspannung zu produzieren, aber das scheint nicht das primäre Problem zu sein, die Symptome klingen eher nach Brummschleife. Gibt es einen messbaren Spannungsunterschied zwischen Minuspol der Batterie und Minuspol am Ausgang des Spannungswandlers (Gleich- und Wechselspannung messen)?

Und mal einen anderen Wandler getestet? 12V auf 5V ist ja das klassische USB-Netzteil fürs Auto, und da gibt es viel Auswahl, Anker hat zum Beispiel einen guten Ruf.

@futi

Ja, das Problem ist eine Masseschleife. Du hast zwei Spannungsversorgungen, dessen Massen miteinander verbunden sind. Da nun z.B. die Masseverbindung von der Batterie zum DC/DC-Wandler und von dem zum RPi nicht ideal sein kann, fließt auch ein Teil des Spannungsversorgungsrückstroms über die Spannungsversorgungsmasse zum Audioverstärker und von diesem über die Masse der Audioverbindung zum RPi. Dieser Rückstrom über die Audioverbindung koppelt in die Audioverbindung ein und ist hörbar.

Du kannst nur mit den Masseverbindungen rumprobieren. Eventuell hilft eine ganz fette Masseverbindung zwischen den Audiomassen des RPi und des Audioverstärkers. Manchmal hilft auch eine gute Bezugsmasse, mit der du z.B. die Audiomassen verbindest. So eine Bezugsmasse kann z.B. eine Masseplatte/-folie sein, die unter beiden Platinen und der gesamten Spannungsversorgung verläuft. Mit dieser Bezugsmassen kannst du dann beide Audiomassen verbinden. Auch hier gilt zu experimentieren, welche Masseverbindung helfen und welche nicht. Probiere auch verschiedene Massepunkte der Platinen und der Spannungsversorgungen aus.

Hilft alles nichts, so gibt es galvanische Trennübertrager. So einen kannst du in die Audioverbindung zwischen RPi und Audioverstärker schalten.


Gruß

Uwe

Du könntest auch isolierte DC Wandler versuchen:
https://a.aliexpress.com/_EIgrqz9

die Audio Übertrager gibts übrigens billig bei Thomann: https://www.thomann.de/de/pro_snake_bjr_101_1.htm

Ach so, daran gedacht, aber dann doch vergessen zu schreiben. Ein D/DC-Wandler mit galvanischer Trennung geht natürlich auch.

Danke Buddy_Casino.


Gruß

Uwe

Gerne. Danke übrigens für die verständliche Erklärung des Problems, so gut habe ich das noch nirgendwo gesehen.

Danke für die Antworten und ich entschuldige mich schon mal im Vorraus dafür, dass meine Nachfragen wahrscheinlich ziemlich blöd sein werden.

@aairfccha
Ich habe einfach zwischen Minus (nach dem Spannungswandler) und Minus (der Batterie) gemessen und es gab um die 2 Millivolt VDC. VAC gabs nix, aber da sind die Messbereiche bei meinem Multimeter auch bis 200 oder 250V.
Das "klassische" Netzteil ist nicht sonderlich gut für den RPI. Das originale Netzteil liefert eher 5,1V, sonst macht der Raspberry öfter mal Probleme.

@Uwe_Mettmann
Danke für die Erklärung! Deine Verbesserungsvorschläge verstehe ich leider trotzdem nicht so ganz. Mein Audiosignal kommt aus der Klinkenbuchse des RPI. Das bringt doch nix, wenn ich das Kabel abzwick und den Querschnitt erhöhe!? Auch verstehe ich leider nicht ganz, welche du mit "beiden Platinen" meinst. Verstärker und RPI? Oder Verstärker und Spannungswandler?
Sind die Audiomassen auch Ground? Kann ich die einfach bedenkenlos miteinander verbinden und auf die Masse gehen?

@Buddy_Casino
Für so ein 1,5m Kabel hab ich leider keinen Platz und die Stecker brauch ich ja auch nicht Das Noise Eliminator-Modul alleine find ich nicht.


Ich habe bei Reichelt diesen und diesen Spannungswandler gefunden. Ich verstehe nicht, was der Unterschied ist? Der 2. hat einen höheren Wirkungsgrad und eine variable Eingangsspannung. Warum sollte man also jemals den ersten nehmen? Um sich 5 cent zu sparen?
Was bei meinem bisherigen Spannungswandler positiv war, war das stufenlose Einstellen der Ausgangsspannung, weil ich gerne 5.1V(oder bis 5.3) hätte und nicht 5V. Sowas scheint es in galvanisch getrennt nicht zu geben?

Vielen Dank für eure Mühe & Zeit!

futi (Beitrag #7) schrieb:

@Buddy_Casino Für so ein 1,5m Kabel hab ich leider keinen Platz und die Stecker brauch ich ja auch nicht Das Noise Eliminator-Modul alleine find ich nicht.

Man kann das Ding aufschrauben und eigene Kabel dran löten, hab ich auch gemacht. Viel kleiner wirst du das nicht finden.

futi (Beitrag #7) schrieb:

Ich habe bei Reichelt diesen und diesen Spannungswandler gefunden. Ich verstehe nicht, was der Unterschied ist? Der 2. hat einen höheren Wirkungsgrad und eine variable Eingangsspannung. Warum sollte man also jemals den ersten nehmen? Um sich 5 cent zu sparen?

Ich verstehe die Frage nicht, die Module sind recht verschieden? Am wichtigsten erstmal: 0,5W und 5W. Die anderen Geschichten wie Dauer-Kurzschlussfest etc. mal aussen vor. Für dich wäre auch "niedrige Restwelligkeit" (Ripple) wichtig, das steht auch jeweils im Datenblatt im Detail. Das bestimmt wie "sauber" der Strom ist.

@aairfccha Ich habe einfach zwischen Minus (nach dem Spannungswandler) und Minus (der Batterie) gemessen und es gab um die 2 Millivolt VDC.

Sieht im Vergleich zum normalen Line Level nicht nach viel aus. Ändert sich das Rauschen wenn diese Punkte direkt mit einem Kabel verbunden werden?

Und der zweite Spannungswandler hat so wie ich das Datenblatt lese keine galvanische Trennung zwischen Ein- und Ausgang - kann er mit drei Pins eigentlich gar nicht haben.

Was bei meinem bisherigen Spannungswandler positiv war, war das stufenlose Einstellen der Ausgangsspannung, weil ich gerne 5.1V(oder bis 5.3) hätte und nicht 5V. Sowas scheint es in galvanisch getrennt nicht zu geben?

Eine in einem weiten Bereich frei einstellbare Ausgangsspannung scheint generell selten zu sein. Einfacher zu finden ist wahrscheinlich ein 12V auf 12V "Wandler" mit galavanischer Trennung, damit den regelbaren Wandler versorgen.

Zum Thema ist ja eigentlich alles gesagt, ist sowieso ein alter Hut und hinreichend thematisiert worden.
Wenn Störungen vorhanden sind, was bei dem Chinaschrott üblich ist (Thema EMV ist dort ein Fremdwort), muss man sich eben die Störung anschauen (Oszi oder Spektrumanalyzer) und entsprechend filtern.
Ein Kommentar am Rande:

futi (Beitrag #7) schrieb:

Mein Audiosignal kommt aus der Klinkenbuchse des RPI.

An dieser Stelle kann man doch jegliche Anstrengungen direkt abbrechen. Die Klinkenbuchse des RPi (wenn ich mich recht entsinne ca. 10-12 Bit PWM) ist weder für Audio (im Sinne von Musik) gedacht noch geeignet.

MK_Sounds (Beitrag #10) schrieb:

An dieser Stelle kann man doch jegliche Anstrengungen direkt abbrechen. Die Klinkenbuchse des RPi (wenn ich mich recht entsinne ca. 10-12 Bit PWM) ist weder für Audio (im Sinne von Musik) gedacht noch geeignet.

Bullshit.
Aber insgesamt hilfreicher Kommentar, vielen Dank.

futi (Beitrag #11) schrieb:

MK_Sounds (Beitrag #10) schrieb: An dieser Stelle kann man doch jegliche Anstrengungen direkt abbrechen. Die Klinkenbuchse des RPi (wenn ich mich recht entsinne ca. 10-12 Bit PWM) ist weder für Audio (im Sinne von Musik) gedacht noch geeignet. Bullshit.

Habe das Thema nach dem RPI 3 nicht mehr wirklich verfolgt. Haben sie dem RPI 4 und später einen richtigen DAC spendiert? Kann ich mir nicht wirklich vorstellen.
Beim RPI 1, 2 und 3 war die Klinkenbuchse maximal für Warntöne zu gebrauchen, da wie gesagt kein DAC verwendet, sondern nur eine simple PWM.

MK_Sounds (Beitrag #12) schrieb:

Haben sie dem RPI 4 und später einen richtigen DAC spendiert?

Der aktuelle Pi 5 hat gar keine Klinkenbuchse mehr. Eigentlich schade, aber wer mit der alten PWM Geschichte ernsthaft Musik hören möchte hat nicht mehr alle Tassen im Schrank. Für 10€ gibts einen Weltklasse USB DAC in Gestalt des Apple Kopfhörer Adapters, kann man sich vielleicht grad noch leisten.

Ich habe eine solche externe Soundkarte gekauft und der Sound ist keinen deut besser/anders.
Ich habe das gottverdammte Ding doch hier vor mir liegen, also hört doch auf zu behaupten es wäre nicht so.
Außerdem ist das überhaupt nicht meine Frage. Das ist doch scheißegal. Geh bitte einfach davon aus ich würde so einen externen DAC verwenden, können wir dann wieder über mein Problem reden?

USB ist zwar eine digitale Schnittstelle die durch eine Brummschleife normalerweise in der Funktion nicht gestört wird, aber wenn der DAC-Chip direkt am USB hängt, wird die Schleife halt auch nicht unterbrochen. Galvanische Trennung für USB gibt es, wird in gut aber schnell teuer.

Im Sinne einer Problemlösung und wenn der RPi etwas mehr als 5V braucht um sicher zu funktionieren aber 6 W reichen: Mein Ratschlag wäre mit einem dieser drei Wandler (6DMW4_2412S1.5, 6S8W4_2412S1.6RP oder 6S8W_1212S1.6RP) vor dem einstellbaren Wandler die galvanische Trennung herzustellen. Direkt 12 V auf 5 V mit galvanischer Trennung und 6 W geht mit diesen hier: 6DMW4_2405S1.5, 6S8W4_2405S1.6RP. Dann gibt es auch was von MeanWell mit 15 W und in Grenzen einstellbaren 5 V Ausgangsspannung, aber da bin ich nur fast sicher dass das wirklich galvanisch trennt.

Ist schon eine Weile her, der TE liest vielleicht nicht mehr mit...?



Einer der beiden Pole der Batterie liegt doch via Spannungswandler am Audio-Ausgang des Raspberry als "Audio-Masse". Gleichzeitig bekommt aber der Audio-Verstärker seine Masse nochmals direkt von der Batteriespannungsversorgung.

DAS sind die beiden Massen, die anfangs Uwe ja schon genannt hat und die die Problemursache sind. Zwischen den beiden "verschiedenen Massen" fliesst ein Ausgleichsstrom über die Audioleitung zwischen Raspberry und Audioverstärker, der Störungen aus dem Digitalteil des Raspberry bzw. des Spannungswandlers beinhaltet. Daher das gestörte Signal (meist sind Sirren und Zirpen unterlegt).

Es handelt sich dabei nicht um die klassische "Brummschleife", die sich 50 Hz oder 100 Hz einfängt sondern um eine Masseschleife, die mit Digitaldreck aus dem Digitalteil des Raspberry (oder digitalem Spannungswandler oder BT-Moduls oder DAC oder ADC) verseucht wird. Wenn man analoge Elektronik mit digitaler zusammenschaltet, muss analoge (Audio-)Masse immer von der digitalen Masse getrennt bleiben, sonst gibt es Störungen im Analog- bzw. Audioteil.

Lösung:
Vom Raspberry Audioausgang (Klinkenbuchse) darf der Audioverstärker nur das reine Audiosignal auf der heissen Leitung erhalten. Soll heissen, es darf keine Audio-Masseverbindung (z.B. über die Abschirmung der Audioleitung oder über eine integrierte Masseleitung) zwischen Raspberry und Verstärker bestehen. Bei einer abgeschirmten Leitung darf der Schirm nur einseitig (am Raspberry ODER am Audioverstärker) angeschlossen sein, aber nicht beidseitig.

Es sollte dann keine Störung mehr auftreten.


Entsprechend gibt es auch ein ähnliches Masse-Störungsproblem, wenn man ein Bluetooth Modul an einen Verstärker anschliesst und die Spannungsversorgung des BT-Moduls und des Verstärkers sich dieselbe Masse teilen und dann die Masse der Audioleitung die digitalen Störpulse in den Verstärkereingang einschleust. Auch dann gibt es diese zwei Massen zwischen denen ein störungsbeladener Ausgleichsstrom fliesst. Auch in diesem Fall die Masse zwischen / in der Verbindung von Audioausgang des BT-Moduls zum Verstärkereingang unterbrechen. Sonst "surrt und zirpt" es. Die Masse hat der Verstärker bereits von seiner Spannungsversorgung.

ODER

galvanisch vollständig getrennte Spannungsversorgung verwenden (keine gemeinsame Masse mit/zum Verstärker). Dazu gibt es "isolated" DC-DC-Wandler, wo es keine galvanische Kopplung zwischen Eingängen und Ausgängen gibt. Oder man verwendet eine separate Trafowicklung oder separates Netzteil für die Versorgung des Raspberry, das sich nicht eine gemeinsame Masse mit dem Verstärker teilt.

Gruß
Reinhard