Konstruktive Kritik zu Eagle-Layout erwünscht ;-)

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Track17
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 13. Apr 2015, 18:21
Ahoi Hifi-Foristen,

wie vor mehreren Wochen schon in einem anderen Thread angekündigt möchte ich an dieser Stelle meinen mittlerweile (fast) fertig geplanten Kopfhörerverstärker zeigen, BEVOR die Platine geätzt wird. Dank mehr als ausführlicher Hilfe von "audiophilanthrop" sollten alle groben Fehler bei der Bauteil Auswahl und Zusammenstellung bereits behoben sein und es geht an dieser Stelle hauptsächlich um das Platinen-Layout.

Ich will gar nicht lange um den heißen Brei reden hier ein Bild des geplanten Schaltplans:


Hier das angedachte Layout (mittlerweile in Version Nummer 3):


Und hier das ganze mit eingezeichneten Masseflächen:


Die roten Linien sind kein eingener Layer. Es soll eine einseitige Platine verwendet werden und die roten Bahnen werden mit Kabeln verbunden. Bei den Masseverbindungen möchte ich die Adern eines Starkstromkabels nutzen (zum einen wegen dem Querschnitt und zum anderen weil ich hier noch ein Reststück rumfliegen habe). Die Spannungs-, Klinken- und Poti Verbindungen erhalten geschirmte Kabel.

Evtl. lege ich die Masse noch zusätzlich auf einen Kupferblock - habe hier im Forum gelesen, dass das sinnvoll sein kann aber an anderer Stelle wurde die Idee auch direkt wieder verworfen mit der Begründung "zu viel des Guten".

Was meint ihr zu der Kupferblock Idee und was haltet ihr vom Layout?


[Beitrag von Track17 am 13. Apr 2015, 18:21 bearbeitet]
schnber
Ist häufiger hier
#2 erstellt: 13. Apr 2015, 23:41
Jo!

Gefällt mir gut
Schöne Symmetrie im Aufbau.
Die Leiterbahnen Folgen ihren eigenen Regeln.
Nur mit viel Zeit und Hirnschmalz wird's "perfekt"

Schönheit liegt im Auge des Betrachters.
und ordentlicher Aufbau klingt gleich besser
das Auge hört mit
Track17
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 14. Apr 2015, 11:09
Habe noch ein paar kleine Änderungen vorgenommen. In und Out hat jetzt sogar einen Masse-Anschluss.

Ansonsten ist noch ein Zobel-Glied dazu gekommen und der OPAMP hat noch zusätzliche Glättungs-Kondensatoren an den Spannungsleitungen erhalten.



Nachtrag: Außerdem sind jetzt die roten Leitungen (die mit Kabeln gelegt werden sollen) so verschoben, dass man wenigstens halbwegs den Verlauf erkennen kann.


[Beitrag von Track17 am 14. Apr 2015, 11:10 bearbeitet]
Soundscape9255
Inventar
#4 erstellt: 14. Apr 2015, 12:51
Kurzer Kommentar:

Da du vermutlich ohne Stoplack arbeitest, würd ich noch den Freistellungsabstand zur gefluteten Cu-Fläche erhöhen, sonst musst du bei Lösten entsprechend aufpassen und riskierst Schlüsse.
rst1
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 14. Apr 2015, 13:29
Moin,

ich bin ja immer nicht so richtig Fan von Anschlüssen mittendrin, ich hätte vermutlich die beiden Ausgangskondensatoren andersrum eingebaut und die Anschlüsse eher an den Rand verlegt. Und dann versuche ich auch immer diese so zu positionieren, das ich mit denen ein 2,54mm oder 5mm Raster hinkrieg, und die zusammenliegen, also nicht in links und gnd dazu irgendwo anders, das machts u.U. einfacher da mal was steckerartiges einzubauen, aber das liegt an meiner anderen Aversion, Kabel direkt in Platinen einlöten, das machts Servicing immer so unhandlich.

Viele Grüße,
Ralf
Track17
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 14. Apr 2015, 20:34
Vielen Dank für eure Rückmeldungen bisher!

Eigentlich habe ich damit gerechnet, dass noch gröbere "Schnitzer" im Layout wären aber im großen und ganzen scheint es ja gar nicht so verkehrt zu sein.


Da du vermutlich ohne Stoplack arbeitest, würd ich noch den Freistellungsabstand zur gefluteten Cu-Fläche erhöhen, ...


Den Wert für Isolate habe ich jetzt auf 40mil erhöht. Das ist etwas mehr als 1mm und sollte auf jeden Fall ausreichen - zumindest wenn ich mich beim Löten nicht total dämlich anstelle.


ich bin ja immer nicht so richtig Fan von Anschlüssen mittendrin, ...


Ich auch nicht und in einem früheren Entwurf hatte ich die beiden Anschlüsse genau wie du es hier beschreibst nach außen gelegt. Allerdings habe ich an anderen Stellen gelesen, dass das die Störeinflüsse steigern könnte und die Anschlüsse daher besser nahe beieinander liegen sollten. Über diesen Punkt kann man sicher streiten und so richtig schön finde ich meine Anordnungen für die Klinkenbuchsen (vor allem die Masseanschlüsse) auch nicht. Mal sehen wenn ich nochmal Lust habe schiebe ich vielleicht vor dem Ätzen noch ein bisschen hin und her.


... diese so zu positionieren, das ich mit denen ein 2,54mm oder 5mm Raster hinkrieg, ...


Das mache ich absichtlich nicht mehr. Meine erste eigene Platine habe ich vollständig im Millimeter Raster erstellt und das gab gegen Ende ein mittleres Chaos weil kein einziges Bauteil und keine Leiterbahn mehr anständig auf dem Raster lag. Seit dem nur noch 50 mil und alternatives Raster 25mil.
Keksstein
Inventar
#7 erstellt: 15. Apr 2015, 20:52
Ich habe mal kurz drüber geschaut, ein paar Dinge sind mir aufgefallen:

1) Die Elkos zum Abblocken vom OP sind nicht gut, dafür nimmt man Folie oder noch besser Keramikkondensatoren. (X7R MLCC ist der Klassiker, 100nF-2,2µF) So ist es nicht sicher ob es funktioniert.
2) Die Masse ist Deine Referenz in der Schaltung, Du hast sie zwar scheinbar vom Netzteil Sternförmig verdrahtet (gut) aber Deine Flächen sehen sehr zerstückelt aus. (sehr schlecht) Besser durchgehende Flächen anlegen mit wenigen Unterbrechungen, man gibt der Masse bei empfindlichen Schaltungen normalerweise ein eigenes Layer.
3) Warum so große Widerstände, Elkos etc? Normale 0207 Widerstände sind viel kleiner.
4) Durch die großen Bauteile ist der Abstand zwischen Transistoren und dem OP sehr groß, denke das ist eher negativ.
5) Braucht man wirklich den auskoppel Elko am Ausgang? Der OP sollte doch den Offset gering halten.

Mein Tipp wäre eine Massefläche auf der Top-Seite bis auf im Bereich der Siebung + Gleichrichter und dem inv. Eingangs des OPs. C7 und C8 so nah wie möglich an den inv. Eingang legen. Jedes pF am inv. Eingang ist negativ für die Stabilität, die beiden Cs gleichen das ein bisschen aus.
Track17
Ist häufiger hier
#8 erstellt: 16. Apr 2015, 14:53
Danke für deine Antwort! Da sind einige Punkte dabei, die ich (zum Verständnis) noch einmal aufgreifen möchte.

1.
Die Elkos zum Abblocken vom OP sind nicht gut, dafür nimmt man Folie oder noch besser Keramikkondensatoren.


Alles klar, werde sie ersetzen! Kannst du mir vielleicht nur noch eine kurze Begründung geben warum Elkos nicht geeignet sind?

2.
Die Masse ist Deine Referenz in der Schaltung, Du hast sie zwar scheinbar vom Netzteil Sternförmig verdrahtet (gut) aber Deine Flächen sehen sehr zerstückelt aus.


Das ist exakt das Gegenteil von dem, was ich sonst so im Internet gelesen habe. An mehreren verschiedenen Stellen wird empfohlen die Masseflächen zu separieren (jeweils Netzteil, Kanal links, Kanal rechts) und diese dann untereinander, sternförmig zu verdrahten. Die Masseführung ist sowieso eine Wissenschaft für sich. Liest man drei Forenbeiträge hat man vier unterschiedliche Aussagen zu dieser Thematik.

Dazu schreibst du noch:
Mein Tipp wäre eine Massefläche auf der Top-Seite bis auf im Bereich der Siebung + Gleichrichter und dem inv. Eingangs des OPs.


Hieße das, dass bestenfalls eine Doppelseitige Platine verwendet werden sollte, bei der die Oberseite als Massefläche genutzt wird aber Siebung, Gleichrichter und invertierende Eingänge an die Massefläche der Unterseite gelegt werden? Und würden die beiden Masseflächen untereinander dann keine Verbindung erhalten?

3.
Warum so große Widerstände, Elkos etc?

Habe bei den Widerständen 2W Typen genutzt weil ich ganz am Anfang der Planung noch keine Ahnung hatte welche Ströme fließen werden. Außerdem gefallen die großen Widerstände mir optisch besser und das Auge hört ja bekanntlich mit. Bei den Elkos habe ich auf Grund meiner sehr begrenzten Mittel einfach jeweils zum günstigsten Modell gegriffen.

4.
Braucht man wirklich den auskoppel Elko am Ausgang? Der OP sollte doch den Offset gering halten.


Wahrscheinlich bräuchte man den eigentlich nicht, da C3 bzw. C4 die Gleichspannungsverstärkung unterdrücken sollten. Aber ich hatte irgendwie keinen ruhigen Schlaf ohne die zusätzliche Gleichstromabkopplung und dachte mir daher "safety first". So soll einfach sicher gestellt werden, dass die Kopfhörer in keinem Fall gekillt werden.

5.
C7 und C8 so nah wie möglich an den inv. Eingang legen.

Die beiden hatte ich zunächst DIREKT am Sockel des Operationsverstärkers liegen aber da wurde mir hier im Forum (von einem Mitglied, das mir mehr als fähig erscheint) geraten, lieber etwas Abstand zu halten wegen Störeinflüssen der Kondensatoren auf den OPAMP. Also auch hier jetzt wieder zwei exakt gegensätzliche Aussagen.

Bitte nicht falsch verstehen ich möchte deine Aussagen nicht kritisieren, sondern lediglich hinterfragen um zu verstehen.


[Beitrag von Track17 am 16. Apr 2015, 14:56 bearbeitet]
Keksstein
Inventar
#9 erstellt: 16. Apr 2015, 19:04

Alles klar, werde sie ersetzen! Kannst du mir vielleicht nur noch eine kurze Begründung geben warum Elkos nicht geeignet sind?


Ja klar.
Elkos haben durch ihre Bauweise eine höhere parasitäre Induktivität als Folienkondensatoren oder keramische Kondensatoren, das bedeutet die Abblockung funktioniert bei hohen Frequenzen nicht mehr so gut. (ESL, Equivalent Series Inductivity) Um so schneller ein Baustein ist um so kritischer wird das Layout, ein TL072 verzeih hier gröbere Fehler als ein moderner LME49720 als Beispiel. Selbst wenn es momentan mit Elkos funktioniert, sie verändern ihre Eigenschaften über Lebensdauer und dann kann das Probleme machen. Die Induktivität der Leiterbahnen ist übrigens auch ein Grund warum Abblockkondensatoren so nahe wie möglich an den Verbraucher müssen.


Das ist exakt das Gegenteil von dem, was ich sonst so im Internet gelesen habe. An mehreren verschiedenen Stellen wird empfohlen die Masseflächen zu separieren (jeweils Netzteil, Kanal links, Kanal rechts) und diese dann untereinander, sternförmig zu verdrahten. Die Masseführung ist sowieso eine Wissenschaft für sich. Liest man drei Forenbeiträge hat man vier unterschiedliche Aussagen zu dieser Thematik.


Es gibt mehrere Möglichkeiten, die sternförmige Verdrahtung mit "Inseln" ist ein guter Weg. Man muss bloß aufpassen welche Gruppen man zusammen legt und das sich keine Schleifen bilden, letzteres ist dir durch die Verbindung zwischen Masse1 und Masse2 z.B. passiert. Das Problem ist, das deine Masseflächen durch die einlagige LP sehr zerstückelt ist. Als Beispiel:

C28, C4 und dein Poti sollten möglichst das gleiche Potential haben, alles andere koppelt als Fehler in die Schaltung ein bzw. (im Fall von C28 ) wirkt nicht richtig. Die Verbindung von C28 und dem Poti ist OK, C28 ist von dieser Gruppe abgeschnitten und separat zum Sternpunkt geführt. Durch die Induktivität der Anschlussleitungen nimmt die Wirkung bei HF ab und wird sogar in den anderen Kanal gekoppelt. Wenn du dir C3 und das Poti ansiehst, die einzige Verbindung geht über den Sternpunkt im Netzteil, besser währe es gewesen ihn mit auf seine "Gruppenmasse" zu legen.

Ich hoffe man versteht was ich meine.


Hieße das, dass bestenfalls eine Doppelseitige Platine verwendet werden sollte, bei der die Oberseite als Massefläche genutzt wird aber Siebung, Gleichrichter und invertierende Eingänge an die Massefläche der Unterseite gelegt werden? Und würden die beiden Masseflächen untereinander dann keine Verbindung erhalten?


Eine Seite als Massefläche nehmen, die andere Seite nicht mit Masse auffüllen würde ich empfehlen. Alle Bauteilmassen werden direkt auf die Fläche gelegt außer die Verbindung zwischen Siebelko und Gleichrichter, der Siebelko geht auf kurzem Weg zur Fläche und der Gleichrichter mit einer Leitung zum Siebelko. Hintergrund ist das zwischen den beiden Bauteilen ständig die Ladeströme des Elkos fließen die Probleme machen könnten.

Die Massefläche ist der beste Weg bei Kleinsignalschaltungen, wenn größere Ströme auftreten (Lautsprecher-Endstufe z.B.) muss man sich Gedanken machen wo die Ströme fließen. Hier ist das unkritisch.


Habe bei den Widerständen 2W Typen genutzt weil ich ganz am Anfang der Planung noch keine Ahnung hatte welche Ströme fließen werden. Außerdem gefallen die großen Widerstände mir optisch besser und das Auge hört ja bekanntlich mit. Bei den Elkos habe ich auf Grund meiner sehr begrenzten Mittel einfach jeweils zum günstigsten Modell gegriffen.


Um so größer die Bauteile um so bessere Antenne. Ist aber hier wirklich noch unkritisch.


Wahrscheinlich bräuchte man den eigentlich nicht, da C3 bzw. C4 die Gleichspannungsverstärkung unterdrücken sollten. Aber ich hatte irgendwie keinen ruhigen Schlaf ohne die zusätzliche Gleichstromabkopplung und dachte mir daher "safety first". So soll einfach sicher gestellt werden, dass die Kopfhörer in keinem Fall gekillt werden.


Wenn eine deiner Versorgungen ausfällt passiert das trotzdem bis der Elko geladen ist. Ist aber sicherer als ohne.


Die beiden hatte ich zunächst DIREKT am Sockel des Operationsverstärkers liegen aber da wurde mir hier im Forum (von einem Mitglied, das mir mehr als fähig erscheint) geraten, lieber etwas Abstand zu halten wegen Störeinflüssen der Kondensatoren auf den OPAMP. Also auch hier jetzt wieder zwei exakt gegensätzliche Aussagen.


Gab es da vielleicht ein Missverständnis? Wäre mir neu das das Probleme macht, kanns halt ohne Quellenangabe nicht nachprüfen.
Track17
Ist häufiger hier
#10 erstellt: 16. Apr 2015, 22:31
Danke für deine ausführlichen Antworten! Das hat schon wieder einige Unklarheiten beseitigt.


Selbst wenn es momentan mit Elkos funktioniert, sie verändern ihre Eigenschaften über Lebensdauer und dann kann das Probleme machen.


Mittlerweile sind statt der 47µF Elkos 100nF Kerkos im Layout vorgesehen. Habe auch noch an weiteren Stellen im Internet gelesen, dass es sinnvoll ist nochmal speziell für höhere Frequenzen mit "schnellen" Kondensatoren abzublocken.


... die einzige Verbindung geht über den Sternpunkt im Netzteil, besser währe es gewesen ihn mit auf seine "Gruppenmasse" zu legen.

Ich hoffe man versteht was ich meine.


Absolut verständlich und absolut logisch! Ist im Layout direkt geändert worden. Jetzt liegt der Kondensator des jeweiligen Klinkenanschlusses auf seiner eigenen Masse. Sicher ist auch von Vorteil, dass jetzt right in / right out und left in / left out auf der selben Massefläche liegen.


Alle Bauteilmassen werden direkt auf die Fläche gelegt außer die Verbindung zwischen Siebelko und Gleichrichter, der Siebelko geht auf kurzem Weg zur Fläche und der Gleichrichter mit einer Leitung zum Siebelko. Hintergrund ist das zwischen den beiden Bauteilen ständig die Ladeströme des Elkos fließen die Probleme machen könnten.


Nur um nochmal sicher zu gehen, dass ich das richtig verstanden habe.
- Oberseite ausschließlich als Massefläche
- Unterseite erhält gar keine Masseflächen bzw. die jetzt eingezeichneten würden vollständig weggeätzt
- Alle Masseverbindungen der Bauteile gehen direkt an die Oberseite außer die 4700µF Siebelkos
- Die Siebelkos erhalten eine kurze Leiterbahn die dann an die Oberfläche geführt wird
- Die Gleichrichter werden über Kabel an die 4700µF Kondensatoren geführt

So richtig? Und noch eine Frage: Wie würdest du vorgehen, wenn nur eine einseitige Platine genutzt werden soll? Ich bin noch nicht ganz sicher ob es wirklich lohnt nochmal eine neue Platine zu kaufen (wenn die hohen Versandkosten ja nicht immer wären... ). Außerdem befürchte ich, dass der Freund, der mir seine Ätzbäder zur Verfügung stellt nicht so begeistert ist, wenn die Unterseite der Platine zu einem solch großen Teil frei geätzt werden muss.


Wenn eine deiner Versorgungen ausfällt passiert das trotzdem bis der Elko geladen ist.


Das stimmt natürlich. An einigen Stellen im Netz habe ich schon gelesen, dass bei Nutzung einer positiven und einer negativen Spannung angeblich keine Koppel-Kondensatoren benötigt werden (angeblich nur bei Schaltungen die auf Masse statt negativer Spannung aufgebaut sind können kritische Gleichspannungen auftreten). Mir fehlt die Erfahrung um das einschätzen zu können und wie das mit diesen Internet-Aussagen immer so ist... Daher wie schon gesagt safety first.


Gab es da vielleicht ein Missverständnis? Wäre mir neu das das Probleme macht, kanns halt ohne Quellenangabe nicht nachprüfen.


Das ist durchaus möglich! Es wäre nicht das einzige Missverständnis, das ich in der ausführlichen Konversation zurecht gedreht habe. Es ging um die Kondensatoren C7 und C8, die ich direkt am Sockel des Operationsverstärkers platziert hatte. Und die Rede war von einer hohen Induktivität.

Im aktuellen Entwurf sind die Kondensatoren wieder ein Stück in Richtung Sockel gerückt. Näher dran bekomme ich sie jetzt nicht mehr ohne nochmal alles umzubauen.

Hier ist nochmal ein Screenshot vom überarbeiteten (aktuellen) Entwurf:


[Beitrag von Track17 am 16. Apr 2015, 22:32 bearbeitet]
Keksstein
Inventar
#11 erstellt: 17. Apr 2015, 00:06
Mir sind gerade nochmal 2 Dinge aufgefallen:

1) Die Spannungen für die Endstufe sind per V-Regler stabilisiert, der OP bekommt seine Versorgung direkt aus den Siebelkos. Das ist definitiv ein Fehler, der von dir eingesetzte OP darf nur bis +-5V verwendet werden! Am besten nur den OP mit V-Regler versorgen, da tun es 78/79L05. Deine Endstufe hinter dem OP macht keine Spannungsverstärkung? Dann würde ich einen anderen OPV nehmen weil der sonst deine Aussteuerbarkeit am Ausgang limitiert.
2) Die 470µF Elkos direkt am Sternpunkt machen keinen Sinn, besser direkt pro Kanal an die Endtransitoren je einen für jede Rail anbringen. Denke 220µF sind auch OK.

Die Eingangsmasse passt noch nicht, schau mal welchen Weg sie gehen muss auf der linken Seite zum Ende vom Poti.
Die Massentrennung zwischen linkem und rechtem Kanal ist sehr negativ, Massen zusammenlegen wenns nur ein OP sein soll.

Mit der einseitigen wird das Layout wesentlich schwieriger und du musst wohl Kompromisse machen, bei einer doppelseitigen LP könnte man auch die zweite Seite mit Masse fluten und beide Massen mit möglichst vielen Dukos durchverbinden, habe ich vorher nicht erwähnt da es ziemlich stressig ist mit einer Selbst geätzten LP.

Wenn unbedingt einseitig würde ich folgendes Empfehlen:

1) Massefläche im Verstärker löschen!
2) Bauteile so positionieren das sich wieder lokale Sternpunkte beim OPV ergeben, Masse von Hand auf der Bottomseite verbinden, im Notfall die anderen Leitungen auf Top von Hand verlegen. Auf kurze Wege achten.
3) Über diese Stellen kann man vielleicht wieder eine Fläche legen um Säure beim ätzen zu sparen.

Wäre es mein Layout würde ich folgendes machen:

1) Lieber 2 einzelne OPs verwenden und die Endstufe nicht über so eine große Fläche verteilen, dann wäre es auch wirklich ganz symmetrisch.
2) Den Endtransistoren einen gemeinsamen KK pro Kanal verpassen, dadurch können die Transistoren nebeneinander und damit näher zum OP.
3) Masse in der Endstufe Sternförmig oder als durchgehende (!) Fläche verdrahten und über eine (!) Leitung zum gemeinsamen Sternpunkt gehen. KH Masse am besten auch zum gemeinsamen Sternpunkt, Eingangsmasse auf die Sternpunkte der Endstufen für L&R getrennt.
4) Wenn man das richtig macht braucht man keine Brücken mit Kabeln machen sondern es reichen gerade Silberdrahtstücke auf TOP. Sieht professioneller aus und ist betriebssicherer.


An einigen Stellen im Netz habe ich schon gelesen, dass bei Nutzung einer positiven und einer negativen Spannung angeblich keine Koppel-Kondensatoren benötigt werden (angeblich nur bei Schaltungen die auf Masse statt negativer Spannung aufgebaut sind können kritische Gleichspannungen auftreten).


Das stimmt so allgemein nicht.
Der Elko ist halt total altmodisch, ist eine Lösung (mit unsymmetrischer Versorgung) aus der Anfangszeit der Transistoren und er hilft nur bedingt den KH zu retten. Die Elkos sind eigentlich nur negativ, ich würde eher auf so eine Schaltung (Velleman K4700) setzen:

http://www.abcelectr...oad/153889_phpRe5iMy

90% der Kopfhörerverstärker am Markt haben keinen DC-Schutz am Ausgang, so eine Schaltung wie die oben verlinkte vermisse ich da schon lange.
Damit entfällt auch der wahrscheinlich vorhandene Knall beim einschalten.


Im aktuellen Entwurf sind die Kondensatoren wieder ein Stück in Richtung Sockel gerückt. Näher dran bekomme ich sie jetzt nicht mehr ohne nochmal alles umzubauen.


Die Massefläche ist immer noch sehr nahe am inv. Eingang, versuch doch mal diese Leitungen zu verkürzen dann sinkt auch die Kapazität gegen Masse vom inv. Eingang.
Track17
Ist häufiger hier
#12 erstellt: 17. Apr 2015, 19:21

... der von dir eingesetzte OP darf nur bis +-5V verwendet werden!


Ich hätte dazu sagen müssen, dass es den OPA2604 in der Eagle-Bibliothek nicht gibt und ich daher einfach irgendeinen x-beliebigen mit acht Pins gewählt habe um die Lötpunkte für den Sockel zu erhalten. Der OPA2604 darf max. +-25V abbekommen (momentan sind es etwa +-22V).


Die 470µF Elkos direkt am Sternpunkt machen keinen Sinn, besser direkt pro Kanal an die Endtransitoren je einen für jede Rail anbringen. Denke 220µF sind auch OK.


Das Problem ist nur, dass die Elkos dadurch sehr nahe an den Kühlkörper rücken müssten. Dazu wurde mir gesagt, dass das eine äußerst ungünstiger Position wäre!?


Die Eingangsmasse passt noch nicht, schau mal welchen Weg sie gehen muss auf der linken Seite zum Ende vom Poti.


Das ist mir auch schon aufgefallen aber ich wusste nicht wie man dieser Problematik begegnen sollte. Die Masseflächen der einzelnen Kanäle sind jetzt zusammen gelegt.

Als Platine möchte ich wirklich eine einseitige nutzen. Nochmal eine neue zu bestellen würde mich wegen der Versandkosten wieder fast zehn Euro kosten und der Verstärker ist insgesamt schon VIEL teurer geworden als es anfangs geplant war. Es geht auch bei diesem Projekt nicht unbedingt darum ein absolutes High End Gerät zu produzieren. Störgeräusche wären aber natürlich sehr unschön.


1) Massefläche im Verstärker löschen!


Schon geschehen!


2) ... Masse von Hand auf der Bottomseite verbinden, im Notfall die anderen Leitungen auf Top von Hand verlegen. Auf kurze Wege achten.


So hatte ich es ja ohnehin geplant. Die gezeichneten roten Leiterbahnen sind Kabelverbindungen auf der Unterseite der Platine.


1) Lieber 2 einzelne OPs verwenden und die Endstufe nicht über so eine große Fläche verteilen, dann wäre es auch wirklich ganz symmetrisch.


Werde ich bei meinem nächsten auch so machen. Du bist nicht der erste der auf die Vorteile von zwei separaten OPAMPs hinweist.


2) Den Endtransistoren einen gemeinsamen KK pro Kanal verpassen, dadurch können die Transistoren nebeneinander und damit näher zum OP.


Hatte ich auch schon in Erwägung gezogen aber die Kühlkörper die dafür in Frage kämen sind unverschämt teuer.


Masse in der Endstufe Sternförmig oder als durchgehende (!) Fläche verdrahten und über eine (!) Leitung zum gemeinsamen Sternpunkt gehen. KH Masse am besten auch zum gemeinsamen Sternpunkt, Eingangsmasse auf die Sternpunkte der Endstufen für L&R getrennt.


Im Großen und Ganzen sollte das im aktuellen Entwurf so umgesetzt sein (falls ich alles richtig verstanden habe). Allerdings weiß ich nicht wie die Eingangsmasse sinnvoll getrennt werden könnte? Meinst du damit die Massepunkte des Potis? Btw. ich habe einen ALPS Schieberegler hier, den ich gerne nutzen würde. Daher werden später die entsprechenden Anschlüsse des Dreh-Potis im Layout nur als Lötpunkte genutzt.


Die Elkos sind eigentlich nur negativ, ich würde eher auf so eine Schaltung (Velleman K4700) setzen


Ganz schön kompliziert. Kein Wunder, dass das in den meisten Verstärkern nicht verbaut wird. Meinst du ich sollte die Koppelkondensatoren an den Ausgängen lieber ganz weglassen?


Die Massefläche ist immer noch sehr nahe am inv. Eingang, versuch doch mal diese Leitungen zu verkürzen dann sinkt auch die Kapazität gegen Masse vom inv. Eingang.


Habe doch noch eine Möglichkeit gefunden die Kondensatoren direkt an den Sockel zu bekommen ohne alles neu zu positionieren. Jetzt sollte es besser sein!? Dafür nutze ich am besten dann auch Keramik Kondensatoren statt der Folien Typen oder?

Hier ein Screenshot des aktuellen Entwurfs (auf den sich alle Änderungsangaben in der Nachricht beziehen):


Nachtrag: Gerade eben habe ich Application Notes von TI bekommen die speziell Operationsverstärker Beschaltungen und deren Problematik beschreiben. Einige der von "Keksstein" angesprochenen Punkte habe ich darin wieder gefunden. Dort wird auch (wie ebenfalls bereits von Keksstein angesprochen) speziell darauf hingewiesen, dass die Rückkopplungsstrecke so kurz wie möglich sein sollte. Das hieße aber, dass mein Vorhaben mit den per Hebel umschaltbaren Feedback-Strecken (für unterschiedliche Kopfhörer Impedanzen) überhaupt keine gute Idee ist...

Nachtrag 2: Die Sache mit der dummen Idee der umschaltbaren Verstärkung hat mich nicht in Ruhe schlafen lassen und so habe ich heute Morgen das Layout noch mal vollständig überarbeitet. Die ganzen Widerstände für das umschaltbare Feedback sind komplett raus geflogen und auch sonst sind noch einige Optimierungs-Tipps umgesetzt, die sich im Laufe der letzten Tage angesammelt haben.

Der aktuelle Entwurf sieht so aus:


[Beitrag von Track17 am 18. Apr 2015, 13:38 bearbeitet]
alien1111
Inventar
#13 erstellt: 10. Okt 2015, 09:01
Hallo @Track17,
Du kannst deine Mühe, Zeit und Geld komplett sparen.

Dein einfaches Konzept kann leider mit Texas Instrument TPA6120 IC's nicht konkurrieren.

TPA6120 hat hervorragende techn. Parameter (absolute HighEnd als KH Verstärker) :
S/NR: 128dB
THD: -112,5 dB
Output Voltage Noise: 0,9uVrms, Gain = 1V/V
Slew Rate: 1300V/us

Deine kombination : OPA2650 + primitive Endstufe mit Transistoren und Dioden wird leider NICHT 0.00014% THD + N und 120 dB S/NR garantieren (trotz gut aussehenden PCB, die scheint korrekt sein; technisch habe ich PCB leider nicht geprüft) .

Solcher KH Verstärker bauen --> lohnt sich einfach nicht !
Kauf einfach folgenden KH Amp :

http://www.ebay.de/i...?hash=item3cf1273012

KH Amp

Alles ist auch symmetrisch auf PCB aufgebaut.

Alles NUR für 22 EURO + Versand !

Ich habe zu Hause o.g. KH Verstärker (klingt fantastisch ! Keine Rauschen, keine Verzerrungen, egal welche KH angeschlossen sind). Damals habe ich diesen KH Verstärker NUR für Testzwecke gekauft --> wegen HighEnd Qualität habe ich o.g. KH Amp behalten.

Gruss


[Beitrag von alien1111 am 10. Okt 2015, 16:50 bearbeitet]
jonath
Inventar
#14 erstellt: 10. Okt 2015, 14:16
Deine Verbindungen zwischen den Pads und der Massefläche sind viel zu "groß. Da wirst du enorme Probleme beim Löten bekommen...

Von diskretem Aufbau halte ich persönlich kaum etwas, die Arbeit lohnt sich in der Regel nicht da eigentlich alle IC überlegen sind...

Die Nutzung der Symbole für Versorgung ist auch zu empfehlen.

Ansonsten hab ich mir die Schaltung selbst nicht groß angeschaut bzw. kontrolliert, zum Teil durchaus seltsam dimensioniert. Hinter IC1B fehlt die Verbindung zwischen den LED.


[Beitrag von jonath am 10. Okt 2015, 14:27 bearbeitet]
audiophilanthrop
Inventar
#15 erstellt: 11. Okt 2015, 23:41
Der Fred ist ein halbes Jahr alt, aber egal. Der OP hat schließlich diese Schaltung in diesem Layout zum Spielen bekommen, nachdem ein paar Probleme mit fehlerhaften LEDs und ungewollten Kurzschlüssen beseitigt waren. (Übrigens nicht mit dem hierfür ungeeigneten OPA2650, der war nur schon als Vorlage vorhanden.)

Und ja, der 1000µ über den LEDs ist wirklich etwas too much, da hätten es maximal 100µ auch getan, aber er wollte es eben so. Ich würde bei einem KHV normalerweise auch bei einem einstufigen Puffer bleiben, das gab zumindest in der Simulation die besseren Resultate (bei einem zweistufigen mußte ich den OP viel stärker ausbremsen, was den Vorsprung bei Betrieb ohne Gegenkopplung gänzlich ins Gegenteil verkehrt hat).

Der TPA6120A2 stinkt übrigens an niederohmigen Lasten ziemlich ab, Beispiel Xonar STX mit 32 Ohm, oder FiiO E9. Da ist dann nix mehr mit 0,000...% Klirr. Das Ding soll ja eigentlich ein umgelabelter DSL-Linetreiber sein, und ab ca. 150 Ohm ist er dann auch durchaus ziemlich gut. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, daß da in der Praxis Layoutprobleme mit im Spiel sind.

Jedenfalls sollte man einen Class-A-Puffer mit hohem Ruhestrom auf gar keinen Fall unterschätzen. Die Schaltungskomplexität mag bescheiden anmuten, das macht man aber mit dem Brutzelfaktor wieder wett - und absolut gesehen sind das bei einem KHV immer noch nur ein paar Watt, kein großes Thema im Netzbetrieb. Zumal sich auf den Versorgungsspannungen im A-Betrieb keine lästigen Harmonischen tummeln, die einem sonst bei AB mit suboptimalem Layout ruckzuck die Klirrwerte vermiesen. (Es ist schon schwer genug, einen Chipverstärker wie den LM3886 auszufahren.) Eine Single-Ended-Variante mit unsymmetrischer Spannungsversorgung und Kondensatorkopplung läßt sich gar auf gänzlich konstanten Stromverbrauch trimmen, wenn die Last parallel zum Ausgangstransistor hängt (d.h. bei NPN Betrieb mit Negativspannung).


[Beitrag von audiophilanthrop am 11. Okt 2015, 23:52 bearbeitet]
alien1111
Inventar
#16 erstellt: 12. Okt 2015, 10:09
Hast Du schon den TPA6120A2 wirklich persönlich getestet. Ich denke, dass nicht.
Hast Du wirklich 4 oder 8 Ohm Kopfhörer zu Hause? Wenn JA, kannst Du leider nicht TPA6120 verwenden.
TPA6120A2 funktioniert optimal mit typischen Studio KH und nicht mit KH für Mobilgeräte.
@Track17 wollte KH Amp mit hoch Ohmigen Studio KH verwenden.

Gruss


[Beitrag von alien1111 am 12. Okt 2015, 10:53 bearbeitet]
nitrogencooled_
Ist häufiger hier
#17 erstellt: 23. Okt 2015, 23:30
Für Masse reicht eigentlich ein versilberter Kupferdraht, der keine einzelnen Litzen hat.... Hattest du das so gemeint oder was für Starkstromkabel willst du nehmen?

Ansonsten sieht das nach viel Mühe und Arbeit aus, fange selber grad erst an mit Eagle, allerdings mit einem Phono VV... Hut ab
LG
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