Selbstbau KHV - Schaltung/Layout

[Aley]

Hallo zusammen,

Ich habe mir eine Schaltung für einen Kopfhörerverstärker erstellt.
Grundlage ist der TPA6120 und sein Datenblatt, sowie die Schaltung: http://www.pavouk.org/hw/tpa6120headamp/en_index.html

Wollte euch fragen, ob es in der Schaltung Fehler gibt und das Platinenlayout so okay ist.

Freue mich auf Antoworten!

Grüße
Alex

[ferrum]

Zum Schaltplan:
Kann man so machen wird auch vrmlt. gut funktionieren ich würde nur ein paar Kleinigkeiten anders machen weil man sonst riskiert dass einem die Regler zum Schwingen anfangen. C11, C12, C13, C14 würde ich ganz rauswerfen. Das ist mmn. zu viel Abblockkapazität ggf. in dem Datenblatt von dem Hersteller wo du den Regler her hast nachlesen was er mindestens und was maximal braucht. Wichtig das Datenblatt von dem Hersteller heranziehen wo du ihn her hast dieser Parameter variiert zum teil massiv obwohl überall 7812 draufsteht. C15 und C16 würde ich als Keramik Kondensator und nicht elektrolytisch ausführen wegen ESR es reichen auch 25V. Da dann die entblockungs Kapazität immer noch über 1uF ist muss man laut db der meisten Reglern über die Regelstrecke eine Diode einbauen. 1N4148 müsste reichen wenn nicht 1N4007 oder das was halt Grade rumliegt xD. Immer wenn es um schwingende linearregler geht muss man sich im klaren sein dass die Neigung zu Schwingung im leerlauf am größten ist. Deswegen ein Widerstand wirkt manchmal wunder. Erfahrungsgemäß reicht eine Leerlauf Leistung von 1/16-1/4W dass nichts passiert. Also zwischen 12V und GND bzw. -12V und GND noch 1k rein basteln. (Ist Erfahrung dass das meistens ganz gut hinhaut. In den meisten fällen würde es aber auch ohne gehen.) Zu dem Gleichrichter MUR820 als Diode ist Maßlos überdimensioniert. Kann man natürlich so machen wenn man gerade nichts anderes da hat ich persönlich würde eine 3A Schottky nehmen beispielsweise 1N5818. Die Snubber C1-C4 bräuchte man nicht zwingend bei der Leistung ist aber eine schöne Sache vor allem bei Audio. (Selber bin ich immer zu Faul dazu aber so ist es schöner)
Zum Layout:

Sorry nimms mir nicht übel. Die interessante frage ist ob du selber Ätzen willst(dann ) oder das fertigen lassen. Ich gehe jetzt einfach mal von ersterem aus weil wenn man das beachtet ist einem Später der Leiterplattenfertiger auch dankbar auch wenn es nicht unbedingt sein muss. Ein paar grundregeln:

• Lange Leitung böse Leitung.
• Dünne Leitung böse Leitung
• Lange dünne Leitung dreifach böse Leitung
• Abblockkondensator zu weit weg macht Kummer und sorgen.
• Ungekühltes Leistungsbauelement
• Zu geringer Leiterbahnen Abstand macht keinen Spaß beim Ätzen
• Zu wenig Fläche bei Vias macht keinen Spaß beim Bohren
• Massefläche bringt Glück

Ich hab dir mal angemalt was ich für schlecht halte.

lg Flo

[Aley]

Hi,

erstmal vielen Dank für deine ausführliche Antwort! Hast mir wirklich weiter geholen.
Bin noch bei den Anfägen, da lernt man aus Fehlern und ist froh, wenn man Hilfe bekommt
War heute nachmittag fleißig.

Ich habe C11 und C12 entfernt. C13 und C14 sind laut Datenblatt vom Verstärker-IC erwünscht. Diese habe ich durch Tantalkondensatoren ersetzt.
C15 und C16 sind jetzt Kerkos.
Habe bei beiden Regelstreckn der Spannungsregler eine Diode eingefügt (1N4002).
Die Gleichrichterdioden wurden durch 1N 5818 ersetzt. Wobei die nur 1A haben. Aber solte ja reichen.

Das Layout habe ich nach deiner konstruktiven Kritik noch einmal komplett neu gemacht und versucht mich an die Regeln zu halten.

Freue mich, wenn du noch einmal über alles drüber schauen könnest!

Viele Grüße
Alex

[ferrum]

So sieht das schon viel besser aus. Ein paar Kleinigkeiten hätte ich noch.
Erstens:
D7 ist falsch herum drinnen so überbrückst du den Regler.
Zweitens:
Bei C5 und C7 im Layout fehlen noch zwei Leitungen.
Drittens:
Zu den Vias. Wenn du die Leiterplatte so fertigen lässt wird das vrmlt. klappen. Wenn du selber ätzten willst stellt man den Paddurchmesser vom Via mindestens auf den doppelten Bohrdurchmesser alles andere macht keinen Spaß. Wenn du selber ätzen willst sag Bescheid da gäbe es dann am Layout noch mehr anzumerken.
Viertens:
Auch der Verstärker will gekühlt werden normalerweise macht man dass so dass die Massefläche auf beiden Seiten vom Verstärker Großflächig ausgeführt ist. Ich rechne mal mit Verlusten von 2-4W da reicht es nicht nur über die untere Seite abzuführen.
Fünftens:
Deine Masseführung gefällt mir so überhaupt nicht. Ich muss aber auch sagen dass eine gute Masseführung eine Wissenschaft für sich ist. Ich vermute jetzt einfach mal aus dem blauen raus dass du dich darauf verlässt dass die Massefläche auf der B Seite deine Massenführung erledigt. Das ist keine gute Vorgehensweise weil das dazu führt dass im Schlimmsten fall sogar nicht verbundene Masseinseln entstehen oder Bereiche die nur sehr schlecht angebunden sind. Am besten zeichnet man die Masse genauso als Leiterbahn wie alle anderen Signale auch. Und erst ganz zum Schluss fügt man als Verbesserung die Massefläche ein. Massefläche macht man am besten Beidseitig hin. Was mir vor allem nicht gefällt sind die Abblockkondensatoren vom Verstärker. Wenn man sich den Leitungspfad von der Masse anschaut kontaktierst du auf die andere Seite durch dann über die Fläche zum Via unter dem Amp und dadurch erst zum Amp. Besser wäre es C18 und C19 um 180° zu drehen und die Masse ohne Durckontaktierung direkt anzuschließen. C17 und C20 würde ich um 90° nach links bzw. rechts drehen dann musst du mit zwei Leiterbahnen unten durch(OUT und VCC-) dann kann man die Masse ebenfalls auf der Oberen Seite anklemmen. Bei Abblock kondensatoren ist immer Wichtig beide Leitungen also Masse und Vcc so kurz und direkt wie möglich. Bei den Frequenzen hier ist das noch nicht so extrem relevant wenn die Frequenz aber mal über 30MHz geht lernt man das schnell. Wie gesagt das ist jetzt Kritik auf hohem niveau es würde vermutlich so funktionieren und du würdest nicht merken dass man es noch ein bischen besser machen könnte . Wenn du Bilder vom Layout schickst am besten zweimal einmal mit Eingeblendeter Massefläche und einmal mit Ausgeblendeter Massefläche. Und immer mit beiden Layern gleichzeitig einzeln bringt meistens fürs verständniss nicht so viel.
lg Flo

[SeriousD]

Moin moin,

ich finde das sieht soweit nach einem ganz feinen Layout aus ^^
Bezüglich der Masseführung:
Wenn Du das Layout fertigen lässt, mach doch auf beiden Seiten einfach nen GND-Copperfill und denn einmal übers ganze Board Via-Stiching. Ist zwar ne Holzhammermethode aber sorgt an sich dafür, dass keine Masseinseln entstehen.
Auch wieder für den Fertigungsfall:
Zeig doch mal den Silkscreen alleine, der gehört auch zum Layout dazu.

Beste Grüße
SeriousD

[Thunderbolt]

Ich meine mal gehört zu haben, dass sich Tantal-Kondensatoren nicht gut zur glättung eignen, weil die die stromspitzen beim einschalten nicht mögen.. finde den Artikel, wo ich das gelesen hab aber gerade nicht...

[Aley]

Hallo!


Erstmal noch vielen Dank an dich ferrum für die Hilfe. Konnte super viel dazu lernen.
Hab deine Tipps noch befolgt und das Layout angepasst.
Ober - und Unterseite sind jetzt zusätzlich zu den GND-Leitungen GND-Flächen.
Die Platine lasse ich machen. Bei den (viel zu) günstigen Preisen für eine fertige Platine aus China lohnt sich es für mich nicht sie selber zu fertigen. Zumal ich keine Ausrüstung dafür habe.
Habe ein Bild vom Silkscreen unten angehängt!

Statt Tantal-Kondensatoren doch lieber Low-ESR Elkos?


Grüße
Alex

[NOAA]

Würde die Kühlkörper weglassen. Besser gesagt, erst berechnen was an Verlustleistung anfällt, dann entscheiden. Unter 1W bekommt ein TO-220 bei mir nie ein Kühler. Die 4700µF Kondensatoren würde ich verkleinern, oder sicherstellen, dass dir die Gleichrichterdioden nicht durchbrennen. Die haben im Einschaltmoment schonmal ein wenig zu tun
Mach ein großes Via unter den Chip!!! Zumindest wenn du nicht vor hast Reflow/Heißluft zu löten (ich gehe davon aus, dass von Hand gelötet wird anhand der THT Bauteile). Das Thermal Pad muss mitverlötet werden. Durch das große Via geht das dann ganz einfach mit dem Lötkolben.
Würde den LM317/337 bevorzugen, weil man bei dem die Referenz mit nem C abblocken kann > weniger Noise. Hören wird man es vermutlich nicht, weil der TPA6120 eine gute PSRR hat. Würde mir überlegen, nicht gleich ordentliche Audiobuchsen auf der Platine zu verlöten. Je nach Einbausituation. Platine kann man kleiner machen, muss aber nicht. Man könnte auch noch SMD verwenden, muss man aber auch nicht
Die Regler brauchen eine Mindestlast, die aber der TPA darstellt. Ich erledige sowas ansonsten immer gerne mit 2 LEDs