Class-D Verstärker entrauschen? Was messe ich hier?

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metal-shot
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 04. Nov 2017, 20:06

Hiho

Ich bin kein HiFi Entusiast, mir reicht es, wenn es ausreichend für meine geschundenen Ohren klingt. Deswegen habe ich irgendwelche - ich glaube tendentiell gar nicht mal so schlechte - 4 Wege Boxen. Leider ohne irgendwelche Bezeichnung.
Angefeuert werden diese nun mit einem 2.1 Class-D Verstärker aus dem Fernen Osten. Inkl Bluetooth und sowas allem für 2x50+100W im Bereich der 35€ Klasse. Also wahrlich kein Hifi. Jedoch ist der Amp auch deswegen bei mir in Gebrauch, weil er sehr gerne unsere mobile Mukkeanlage (deswegen auch der Subwoofer Kanal) am Akku betreibt... deswegen eben Claas-D

jedenfalls, wo ich drauf hinaus möchte:

Der Amp scheint in Bereichen zu schalten, die die Hochtöner der Box noch irgendwie wiedergeben können (oder Interferenzen davon). Sprich wenn es leise ist, oder gar kein Input, fiepen die Boxen. Sehr unangenehm.

Nun habe ich mal meinen alten Oszi Marke UDSSR rausgekramt und mal angeschlossen. Ohne Input habe ich ein Rauschen auf dem Ausgang. Nun weiß ich allerdings auch nicht, ob dieses Teil überhaupt noch gescheit misst, jedenfalls bekomme ich ein schönes Bild hin.
Als Auflösung habe ich 1µs/cm... das müsste ja dem Bild nach eine Frequenz von etwa 333kHz entsprechen, oder irre ich da? Oder sind es gar 3MHz?! (Amplitude ist 20mV/cm)
diese mehreren 100kHz sind doch niemals hörbar. Allerdings habe ich nur in diesem Bereich ein "sauberes" Bild hinbekommen.

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Jetzt nur einmal zum Verständnis- wäre es möglich diesen Verstärker zu entrauschen? Im Grunde hat ja ein Class-D Verstäerker bereits einen Tiefpass eingebaut, der eben die Schaltfrequenzen herrausfiltert (n soll). Wenn die Chinesen hier nun an den falschen Bauteilen gespart haben und deswegen noch Schaltfreuquenzen an den Lautsprechern ankommen, würde dieses doch mein Fiepen erklären....
Kann ich da durch einen weiteren Tiefpass ( vielleicht bei 16-20 kHz ) dieses fiepen wegbekommen?

Leider habe ich kein gescheites Mikrofon, mit dem ich einmal Messen könnte, wie die Box nun wirklich fiebt.

Helft mir und klärt mich mal auf =)

Danke

alien1111
Inventar

#2 erstellt: 05. Nov 2017, 10:31

Wenn haben die Chinesen o.g. Amp falsch konstruiert, an den falschen Bauteilen gespart, hast du o.g. Ergebnis.
Gute D-Classs Chip mit schlechte Bauteile, schlechten PCB-Design, schlechter externer Schaltung werden nicht richtig funktionieren (wie wurde erwartet).
Für 35€ D-Amp kann man leider nicht erwarten, dass er so funktionieren wird, wie z.B. HighEnd B&O Class-D Modul (mehrfach teurer).
O.g. 35€ Class-D Verstärker erfühlt doch seinen Zweck ---> verstärkt Eingangssignal.

Wie das macht, wie verfälscht Signal, welche Störungen verursacht, das ist schon ganz andere Geschichte.

HT LS übertragen keine höhere Frequenzen als HT LS max. Übertragungsfrequenz. Viel schlimmer sind Intermodulation Frequenzen, die können auch in Audio Bereich liegen und unerwartete Störungen bringen. Unerwartete Störungen kann auch digitale Brummschleife verursachen (bei D-Class Amps nicht als 50 Hz Brumm hörbar).
Du hast hier sehr weniger Chancen dieses fiepen wegbekommen.
Einfacher ist bessere Module zu kaufen.

[Beitrag von alien1111 am 05. Nov 2017, 12:09 bearbeitet]

jonath
Inventar

#3 erstellt: 05. Nov 2017, 13:48

metal-shot (Beitrag #1) schrieb:

Ohne Input habe ich ein Rauschen auf dem Ausgang. Nun weiß ich allerdings auch nicht, ob dieses Teil überhaupt noch gescheit misst, jedenfalls bekomme ich ein schönes Bild hin.
Als Auflösung habe ich 1µs/cm... das müsste ja dem Bild nach eine Frequenz von etwa 333kHz entsprechen, oder irre ich da? Oder sind es gar 3MHz?! (Amplitude ist 20mV/cm)

Hängt der Eingang in der Luft?

Wobei 60mV nicht all zu viel sind, ohne genaue Schaltung usw. ist das jedoch ein reines Ratespiel, es ist ja nicht mal definiert wie du genau gemessen hast.

Dieses fiepen kann auch vom Netzteil kommen, hab hier so einen <10$ China Class D, mit manchen Netzteilen davor fiept es, mit manchen nicht. Wenn man hier nur das nimmt was da ist und nicht passend dazukauft sollte man hier ggf. mal ein anderes Netzteil ausprobieren.

Don_Chuleo
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 05. Nov 2017, 14:56

Das 333kHz Signal, das du siehst ist völlig normal und hat höchstwahrscheinlich nichts mit dem hörbaren Fiepen zu tun.
Class-D Verstärker, auch richtig konzipierte haben prinzipbedingt ein Ausgangssignal von einigen mV bei 100kHz+. Bei praktisch allen Class-D Verstärkern wird das Nutzsignal mit einem LC Filter (d.h. ein Tiefpass 2.Ordnung) wieder hergestellt. Es gibt auch sogenannte Filterless Class-D Verstärker, bei denen die Induktivität sowie der Serienwiderstand des Chassis die Filterung übernehmen. Da wäre das Signal noch viel grösser.
Kein Tiefpassfilter is ideal. Es lässt immer ein gewisses Restsignal durch. Genau das siehst du auf deinem Oszibild.

Das hat überhaupt gar nicht damit zu tun ob Chinaverstärker oder nicht.
Darüber hinaus muss ein günstiger Amp nicht schlecht und ein teurer nicht unbedingt gut sein.

Ist das Fiepen immer noch da wenn du den Eingang kurzschließt? Tritt das Fiepen auch im Akkubetrieb auf? Kannst du das Bluetooth Modul abklemmen und im Akkubetrieb direkt mit einer anderen Signalquelle (am besten auch akkubetrieben ->Handy) testen. Ist das Fiepen dann immer noch da?

Gruss

metal-shot
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 05. Nov 2017, 16:34

Also das Fiepen habe ich auch, wenn ich auf Akkubetrieb bin.
Das Fiepen ist zudem auch im Bluetooth Betrieb und wenn ich ein Gerät ohne Netz am Eingang habe.
Also... es fiebt immer :-D

Der Verstärker hat einen Mute-Switch. Allerdings laut Beschreibung wirklich nur ein Mute, kein Stand-By/Ausschalter. Hier hört das Fiepen wirklich auf.

IC sind 2 TPA3116 (einer Stereo, einer Bridge)

alien1111
Inventar

#6 erstellt: 06. Nov 2017, 10:04

metal-shot (Beitrag #5) schrieb:

Also das Fiepen habe ich auch, wenn ich auf Akkubetrieb bin.
Das Fiepen ist zudem auch im Bluetooth Betrieb und wenn ich ein Gerät ohne Netz am Eingang habe.
Also... es fiebt immer :-D

Das bedeutet, dass Fiepen mit o.g. Amp-Konstruktion verbunden ist.

In allen D-Class Endstufen sieht man auf den Oszibild gewisses Restsignal (prinzipbedingt Ausgangssignal mit unterschiedlichen Frequenzen). LC-Filter am Ausgang funktionieren leider nicht ideal.
Bluetooth Modul kann auch dazu beitragen, dass Amp fiept.

TPA3116 ist eigentlich sehr gutes Chip. Wenn o.g. IC steckt in falschen Umgebung, ist der Endeffekt wie bei dir.

[Beitrag von alien1111 am 06. Nov 2017, 11:54 bearbeitet]

Nisser99
Gesperrt

#7 erstellt: 06. Nov 2017, 10:22

Es gab mal solche Platinen, bei denen das Bluetooth-Modul in die NF eingestreut hat. Eine nach außen gelegte Antenne hat in diesen Fällen das Problem beseitigt.

Peter.1997
Inventar

#8 erstellt: 06. Nov 2017, 10:31

Es sind immer wieder die Bluetooth-Boards, die Probleme verursachen. Ich tippe auf eine unvorteilhafte masseführung innerhalb der Platine, sodass die 2 Systeme (Verstärker- und Bluetooth-Modul) negativ interferieren. Ich habe auch ein Fiepen in meiner mobilen Box, seit ich ein Sure DSP eingebaut hab, das am selben Stromkreis hängt, wie der Verstärker, trotz sternförmiger Masse. Einzeln fiepen weder der Verstärker, noch der DSP.
Mein Vorschlag wäre also, einen Class D Verstärker zu holen ohne Bluetoothmodul; Auf Aliexpress gibt es einen TPA3116 2.1, der sich bei einigen mobilen Boxen hier im Forum bewährt hat (Mit schaltbaren Hochpass für die Tops). Bluetooth könnte man dann über einen externen Aux-Adapter realisieren, damit fahre ich zu vollster Zufriedenheit.

ehemals_Mwf
Inventar

#9 erstellt: 06. Nov 2017, 13:59

Hi,

Peter.1997 (Beitrag #8) schrieb:

Ich habe auch ein Fiepen in meiner mobilen Box, seit ich ein Sure DSP eingebaut hab, das am selben Stromkreis hängt, wie der Verstärker, trotz sternförmiger Masse. ...

btw:

-- Sternförmige Masse = sinnvoll für NF, also DC, 50 /100 Hz, Analog Audio

-- Groundplane, evtl. mehrere = Mittel der Wahl für HF, so wie hier (SNT, DSP, "Digital"-Endstufen), sodass kleine Abblock-Cs von den Versorgungen direkt am Verstärkungselement auf kürzestem Weg zum Bezugspotential geführt werden können

Peter.1997
Inventar

#10 erstellt: 06. Nov 2017, 21:59

Durch die sternförmige Masse habe tatsächlich ich das Brummen eliminiert, das Fiepen ist geblieben.
Leider reichen meine elektrotechnischen Kenntnisse nicht aus, um die kurze Schilderung von Groundplane näher zu deuten und umzusetzen. Eine kurze Suche ergab, dass es sich hierbei wohl um eine (oder mehrere?) Metall-/Leiterplatten handelt, aber wie kann ich das konstruktiv umsetzen, was muss ich konkret wie verbinden, um evtl. das Fiepen loszuwerden?

Kay*
Inventar

#11 erstellt: 07. Nov 2017, 03:36

Kann ich da durch einen weiteren Tiefpass ( vielleicht bei 16-20 kHz ) dieses fiepen wegbekommen?

wenn man die Schaltung kennen würde,
könnte ein Tiefpass zwischen dem BT und dem AMP-Eingang ein Lösungsansatz sein.

ropf
Stammgast

#12 erstellt: 07. Nov 2017, 05:39

Mich würde ja mal das Spektrum am Ausgang interessieren - daraus könnte man etwas mehr ablesen - vielleicht.

Einen lesenswerten Artikel, wie bei Class-D-Design tatsächlich geschlampt wird (am Beispieleines Sure-Moduls), gibts bei

Trevor Marshall

alien1111
Inventar

#13 erstellt: 07. Nov 2017, 09:51

ropf (Beitrag #12) schrieb:

Mich würde ja mal das Spektrum am Ausgang interessieren - daraus könnte man etwas mehr ablesen - vielleicht.

Wenn Chinesen haben bei diesen Modul nicht geschafft, schaffst du auch nicht.

Nisser99
Gesperrt

#14 erstellt: 07. Nov 2017, 13:26

Kay* (Beitrag #11) schrieb:

Kann ich da durch einen weiteren Tiefpass ( vielleicht bei 16-20 kHz ) dieses fiepen wegbekommen?

wenn man die Schaltung kennen würde,
könnte ein Tiefpass zwischen dem BT und dem AMP-Eingang ein Lösungsansatz sein.

Ich würde mal im Datenblatt des IC die Schaltung der Standardapplikation mit dem vorliegenden Modul vergleichen. Gut möglich, dass es da überraschende Ähnlichkeiten gibt.

ropf
Stammgast

#15 erstellt: 07. Nov 2017, 14:47

Wie hast du eigentlich gemessen - gegen Masse? Der TPA arbeitet doch in BTL - da müsstest du differentiell messen (Ausgang+ gegen Ausgang-).

Wie oben gesagt wurde - BT-Module sind berüchtigt für Einstreueungen. Je nach Filterauslegung - und im (Nicht-)Zusammenspiel mit der Last - kann die Endstufe auch instabil werden und schwingen. Der langen Rede kurzer Sinn - mit einem zusätzlichen Tiefpass wirst du das Fiepen nicht wegbekommen - und der Sache auf den Grund zu gehen wird aufwändiger als einn neues Board.

metal-shot
Ist häufiger hier

#16 erstellt: 07. Nov 2017, 21:47

Das BT Modul hat zwar eine externe Antenne, aber ich glaube kaum, dass diese irgendeine Funktion hat.
Das BT Modul ist leider fest aufgelötet... ich schau mal, ob ich entlöten kann, weil ich brauche es nicht - bzw ich kann es eh nicht gescheit nutzen. Die Antenne direkt auf dem BT Modul ist nur etwas frei gekratzt und dort durch einen simplen Lötpunkt die externe Antenne angelötet.... Die Reichweite von etwa 30cm spricht Bände
Das Metalgehäuse scheint jedenfalls die interne Antenne gut abzuschotten

Wenn ich den einmal auseinander nehme, dann schaue ich mal, ob zumindest die Stromversorgung ersicht ist, um das Modul mal abzuschalten. Direkt abschaltbar ist es leider nicht, also es ist immer aktiv, sobald Strom anliegt.

ropf
Stammgast

#17 erstellt: 13. Nov 2017, 19:55

Hier das Ausgangssignal meines SMSL Q5 ohne Eingangssignal. Blau und Gelb sind die Spannungen an den Ausgangsklemmen gegen Masse mit ausgeblendetem DC-Anteil (halbe Betriebsspannung). Grün ist die Differenz, die am Lautsprecher wirksam wird.