Frage zu Aktivfrequenzweiche

[Destroyer4000]

Hallo liebe DIY Gemeinde,

Ich habe vor, diese aktive Frequenzweiche nachzubauen:

http://sound.westhost.com/project09.htm

Ich bin gerade dabei, den Schaltplan in Eagle zu layouten.

Soweit komme ich gut voran, jedoch habe ich eine Anfängerfrage zum Schaltplan:

Auf der Website sieht man bei Figure 1A die 2 Way Stereo Version. Genau die möchte ich auch nachbauen.

Die Stereoversion besteht logischerweise aus 2 Mono Weichen.

Nun habe ich eine Frage bezüglich der Masse:

Es handelt sich um unsymmetrische Eingänge, d.h. es wird am Eingang das Signal und die Masse (an Masse) von einem Kanal verbunden.

Genau das gleiche am anderen Kanal/der anderen Monoweiche)
Warum sind denn beide Weichen auf einem Schaltplan mit gleicher Masseführung? Warum darf ich die beiden Massen des Stereosignals zusammenführen?

Ich dachte beide Monoweichen müssen getrennt aufgebaut werden, aber hier ist GND von der einen Weiche mit dem GND der anderen offenbar verbunden, was macht das denn für einen Unterschied/Sinn?

[3eepoint]

Die Masse (blödes Wort für den Vorgang so nebenbei) ist im Endeffeckt nur dein Nullpunkt damit deine Schaltung überhaupt was tun kann (in dem fall rechnen).

Du weist ja auch nicht wie schnell etwas ist bis du einen Fixpunkt hast von dem es sich weg bewegt. Das Selbe ist es mit der Spannung. Die Masse ist dein Bezugspunkt, und der sollte in der gesamten Schaltung =0 sein. Deshalb ist es an sich egal ob man die Massen zusammenführt 0+0 bleibt 0V als Bezugspunkt.

Das einzig problematische dabei sind wenn dann die Strompfade der einzelnden Stromkreise. Wie die gegensinnig aufeinander treffen gibt es Spannungsabfälle in der Masse und sie ist dann nichtmehr =0. Das ist aber bei solchen kleinsignalschaltungen mit den geringen Bahnwiderstands/Strom Kombinationen recht unwahrscheinlich. Ein trennen der Massen/Sternmassen verhindert es komplett.


Kannst du also ohne Bedenken machen.

[Destroyer4000]

Super, Vielen Dank!

[3eepoint]

Kein Ding. Viel Spass beim löten :)

[SNT]

Wenn Du ein Eagle Layout machst, dann empfehle ich 2 Lagen, da es auch kaum teuer ist und die Bauteile einen ordentlichen Halt haben. Dann nach dem Verlegen der Leitungen auf BOT abschliessend beide Lagen mit GND füllen. Wenn Du zum Füllen Fragen hast kannst Di mir gerne eine PM schicken.

[2pi]

Hi,
Weichen sind so individuell wie die LSP dazu. Mit generischen Weichen erreicht man nichts, da Chassis keine Übertragungsfunktion von 1 haben. Es fehlen baffle step und Phasen korrektur uvm. Die müsstest du also vorher kennen und dazubauen.
Bei solchen Schaltungen ist es besser, keine Masseflächen zu nehmen. Versorgung auf Top, Signal auf bottom und Masse wie ein Signal Routen, ebenfalls auf bottom.

Grüße

[fosti]

Seit ich einige mit EMV'lern Tür an Tür gearbeitet habe, bin ich davon ab, eigene Schaltungen aufzubauen. Die RICHTIGE Masse- und Signalführung hat massgeblichen Einfluss auf das Gelingen das Projektes, auch wenn es in der Simulation super aussieht. EMV ist beileibe kein Hexenwerk, sondern lässt sich absolut nachvollziehen und ich planen. NUR muss man das von Anfang an Berücksichtigen.

Was bei mir unter anderem hängen geblieben ist: Wenn die Anschlüsse an einer Platine nicht alle auf einer Seite liegen, ist schon mal Obacht geboten!

[SNT]

Bei solchen Schaltungen ist es besser, keine Masseflächen zu nehmen. Versorgung auf Top, Signal auf bottom und Masse wie ein Signal Routen, ebenfalls auf bottom.

Grüße

Sehe ich anders, aber wies im Leben so ist: Verschiedene Leute - verschiedene Erfahrungen.

[Destroyer4000]

Also ich möchte die Frequenzweiche dazu benutzen, das Signal für Subwoofer und Kompaktboxen zu splitten.

Das Line Signal wird nach dem Stereo Poti am Symasym abgegriffen, geht dann an die Frequenzweiche und von dort die tiefen Töne an den Aktivsubwoofer und die hohen Töne an den Symasym----->Kompaktboxen. Ist das Vorhaben damit überhaupt umzusetzen?

Viele Grüße
Jens

[2pi]

Sehe ich anders, aber wies im Leben so ist: Verschiedene Leute - verschiedene Erfahrungen.

Deine Methode ist richtig fuer symmetrische Signale. Fuer single-ended sollte jedes Bauteil an genau 1 Stelle mit Masse verbunden sein und es sollte nicht mehrere Moeglichkeiten geben. Mit Masseflaechen bei single-ended baut man auch Inkutivitaeten, welche es zu vermeiden gilt.

Uebersprechen ist auch groesser. Wenn Du stereo auf einem Board so machst (mit Masseflaecheen), hoerst du links auf rechts und umgekehrt.
Und die Masseflaechen oben und unten bilden dann noch ein C.

Ps ein Polygon bietet sich dennoch in Eagle an aber nicht einfach als Viereck.

Gruesse
Oliver

[2pi]

Also ich möchte die Frequenzweiche dazu benutzen, das Signal für Subwoofer und Kompaktboxen zu splitten.
OK,verstehe. Das geht wenn du sehr tief trennst.

Gruss
Oliver

[SNT]

Mit Masseflaechen bei single-ended baut man auch Inkutivitaeten, welche es zu vermeiden gilt.


Ich denke, dass wenn man schon 2Lagen hat, und die Signale mit sehr geringen Strom belastet sind, man das ganze restliche Kupfer oben und unten für ein sehr niederohmiges, abschirmendes und auch sehr niederinduktives Ground nutzen sollte. Ein Kondensatoreffekt wird sich kaum ausbilden, da das Potential das Gleiche ist. Die Versorgungsleitungen brauchen bei einer Vorstufe keinen Querschnitt, müssen also nicht als Lagen ausgeführt werden.

Da gibts halt unterschiedliche Philosophien. Bei einem Audiofilter wird man aber wahrscheinlich kaum einen Unterschied der Layouts ausmachen können, da die Signalpegel verhältnismäßig hoch sind und die Impedanzen verhältnismäßig niedrig, vorrausgesetzt man bewegt sich nicht im meheren 100kOhm Bereich. Die Massefläche arbeitet auch als Schirmung, was natürlich im Extremfall theoretisch auch die Kanaltrenung beeinflussen könnte, wobei wir wahrscheinlich hier schon massiv über 100dB Kanaltrennung sprechen.

Selbst bei uns in der Arbeit kursieren da die verschiedensten Philosophien wie man GND legt, wo und ob man trennt etc etc.

[2pi]

Bau mal eine Stereoschaltung so und dann hör mal einen Kanal ohne Signal. Das hat nichts mit Philosophie mehr zu tun.
Und was für höhere Frequenzen funktioniert, kann für NF nur richtig sein. Denn da ist meistens mehr im Spiel, als man annimmt.

Grüße
Oliver

[Spiri]

Masseflächen sind meist ein muss. NF wählt den Weg des kleinsten 'ohmschen Widerstand' und das ist die Fläche. Einzelne Wege nicht über eine Fläche zu führen oder die Flächen teilweise zu trennen oder einzuschneiden hat durchaus Sinn.
Hohe Kapazitäten sind bei den kurzen dünnen Leitungen und 1,5mm FR4 kein Thema. Eine 1mm Leiterbahn mit 4 cm Länge gegenüber einer Groundplane hat ca 1pF. Also auch nicht darauf vertrauen, dass in einem 2 Lagen Layout die Flächenkapazitäten für einen IC ausreichen. Mann braucht also auch hier die lokalen 100 nF o.ä. auf der Spannungsversorgung.
Flächen bzw. dicke Leiterbahnen verringern die Induktivität. Man baut sich keine Induktivitäten mit der Fläche, ob symmetrisches Design oder auch single ended.
Die Induktivität einer Leiterbahn ist nicht zu vernachlässigen. Da kommen schon einige 10 nH zusammen.
Übersprechen wegen einer Massefläche kenne ich nicht. Verwende bei den DACs und ADCs immer Flächen und erreiche einen Kanaltrennung von mehr als 110 db.
Oft ist der Erfolg mit Masseflächen größer als mit einen evtl. nicht optimal gewählten und mit zu langen Leitungen verlegten Massesternpunkt.

Gruß
Thomas

[Destroyer4000]

So, hab jetzt soweit alles fertig. Layout für den Hochpass ist soweit fertig. Ein Frage habe ich jedoch noch: Ich habe die Stromeingänge der OPVs (NE5532 und OPA2604) jeweils mit einem 100nF Keramikkondensator gepuffert und gegen Masse geschaltet. Beim Autorouten hab ich einseitig fast 100%. Nun ist die Stromversorgung jedoch keine durchgängige Linie. Soll ich die Stromversorgung also lieber manuell routen? Den Vergleich zwischen beiden Versionen lade ich hoch:D
Masseflächen sind hier der Übersicht halber noch nicht erstellt.

Vielen Dank im Voraus!

Gruß
Jens

PS: Das ist mein allererstes Layout!:D

[SNT]

Hallo Jens,

wenn Du ne Massefläche reinlegst werden einige der Leitungen verschwinden. Dann poste doch bitte nochmal das Layout.

100kOhm Widerstand zum OUT hin? Ist das richtig so? Ich hab da so einige mögliche Fehler gefunden wo die Leitung direkt über die Duko geht. Hat das so der Autorouter gemacht? Du solltest trotz Autorouter jede Leitung auf Kurzschlüsse zu anderen Leitungen prüfen. Dafür gibt es den DRC. Wenn Dur Dir nicht sicher bist kannst Du mir auch die Brd Datei mal zuschicken. Ich schau dann mal drüber. Ich schick Dir ne PM mit meiner Mailadresse.

[Spiri]

Hallo Jens,

der Autorouter ist nicht geeignet für ein gutes NF- Layout. Du musst wohl alles selbst verlegen.
Willst Du unbedingt einseitig bleiben?
Brücken wirst Du dazu einige brauchen.
Wenn Du die Eingangswiderstände drehst, hast Du schon kürzere Eingangsleitungen.
Die Masse auf Bild 1 geht durch den ganzen Print nach vorne und wieder zurück zum ersten OPV. Das funktioniert meist nicht gut.
Evtl. kannst Du die Koppelkondensatoren nach innen drehen und die +/-Versorgung und Ground in der Mitte durch die OPVS führen.
Viel Spass beim tüfteln.
Gruß
Thomas

[スピーカ]

Hallo Jens,

ein gutes Layout zu erstellen ist gar nicht so schwer, ein sehr Gutes dagegen eine Kunst ;)
Ein Autorouter kann nur so gut sein, wie der Benutzer die Bauteile auf der Platine verteilt. Meistens ist der erfahrene Layouter jedoch besser als der Autorouter. Ich kenne die aktuelle Eagle-Version nicht, aber ich denke, dass das immer noch so ist.

Dein Layout gehört zu den typischen Anfänger-Layouts, aber tröste Dich, es gibt viele, die noch sehr viel schlechter sind.

-Zu lange Leiterbahnen
-Zu viele Schleifen

Wenn Du geschickt layoutest solltest Du mit einer Layer auskommen, auch ohne viele Brücken.

Als ersten Ansatz empfehle ich dir folgendes pdf:
http://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide/images/3/3a/PCB_Layout_Tutorial_d.pdf (http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CDsQFjAD&url=http%3A%2F%2Fserver.ibfriedrich.com%2Fwiki%2Fi bfwikide%2Fimages%2F3%2F3a%2FPCB_Layout_Tutorial_d .pdf&ei=jrTcU9-tG4GX1AXby4GACA&usg=AFQjCNGGB7eZf6bMbDYS6iL2XnAI13DjUg&bvm=bv.72197243,d.bGQ&cad=rja)

Wenn Du im Netz ein wenig stöberst, wirst Du mit Sicherheit noch den einen oder anderen Tipp finden und lass Dich nicht verunsichern; Bei den Feinheiten gehen die Ansichten, wie üblich.. :rolleyes:, auseinander.

Gruß Patrick

[Destroyer4000]

Vielen dank für die vielen super Tipps. Habe mir alles durchgelesen und eure Tipps versucht umzusetzten, inklusive der geposteten Seite von Patrick.

Ich habe es nach mehreren Versuchen und vielen Stunden endlich geschafft, das ganze von Hand zu routen. Einziges Problem: Ich msus zwei Masseflächen überbrücken. Ansonsten hab ich das Ganze nun im SMD Bereich designed, da ich nicht weiß, wie ich das überhaupt nachher mit den Löchern mache und ich jemanden kenne, der im SMD Bereich Erfahrung hat.

Ich bin natürlich wie immer offen für Kritik!

Gruß Jens