Hilfe bei Platinenfehler benötigt. (Lautsprecher verstärkung)

[Dominik]

Hallo zusammen,

Ich hoffe dass ich hier richtig bin.
Ich habe mir für meinen Raspberry-Pi eine Aufsteck-Platine entworfen die einen Anschluss für einen LED-Taster aber auch einen Verstärker für einen Intern Lautsprecher hat.

Der LED-Taster funktioniert ohne Probleme, jedoch funktioniert mein Lautsprecher nicht.
Folgendes sollte die Platine im Bezug zum Lautsprecher machen:
Da ich keinen direkten Sound von Raspberry-PI über GPIO abgreifen kann, muss ich über den Klinken-Stecker den Sound an die Platine weitergeben.
Von dem 3,5mm Klinkenstecker geht es in ein PAM8403DR der das Signal verstärken soll, und an einen 2-Pin Lautsprecher ausgeben soll.

Und das funktioniert leider nicht. Im Anhang habe ich mal die Schaltplatine im 2D/3D Bilder und die Schematic nach dem die Platine erstellt ist.

Ich hoffe dass ihr mir helfen könnt.

Gruß
Dominik

[gamerpaddy]

Du ziehst VDD für den Chip von GPIO20, der Pi kann da nicht viel strom liefern (16mA max).. Der Amp benötigt allein im ruhezustand schon 10..16mA, unter last viel mehr. klemm es lieber an Pin 1 (3.3V) und steuer den chip über den SHDN (shutdown) pin.

Du kannst Audio über die GPIO abgreifen.. wenn auch im Digitalen format. Es gibt ja Digitale verstärker die einen I2S eingang haben wie den MAX98357A.
hier wird beschrieben wie man ihn nutzt und installiert.
https://learn.adafruit.com/adafruit-max ... y-pi-usage

[MaxZ]

Hallo und willkommen @Dominik!


Ich hab mal das Datenblatt von dem Kerlchen rausgefischt:https://www.diodes.com/assets/Datasheet ... AM8403.pdf
Da gibt‘s ein paar Punkte die du berücksichtigen solltest.

Das auffälligste ist, dass du keinerlei Kondensatoren verbaut hast. Solche willst du eigentlich immer zur lokalen Pufferung der Stromversorgung haben. Das Datenblatt weist auch extra darauf hin, dass sie wichtig sind, um Störungen aus dem Audiopfad rauszuhalten.

Weiterhin fehlen die Kondensatoren an den Audioeingängen. Das könnte eine Ursache sein warum es nicht funktioniert. Dein Audiosignal vom Raspi liegt symmetrisch um 0V, während der Verstärker den Eingang symmetrisch um VDD/2 haben will. Der Kondensator im Audiopfad erlaubt es, das Audiosignal auf dieses andere Spannungslevel zu koppeln. Andernfalls liegst permanent drunter und es kann nicht/kaum funktionieren.

Schließlich hab ich noch gesehen, dass Mute und Shutdown Active Low sind; d.h. wenn die auf 0V liegen, ist der Verstärker still. Aus dem Schaltplan geht nicht hervor ob du das berücksichtigt hast.
Es empfiehlt sich hier auch einen Pull-Up Widerstand einzufügen, damit der Pin nicht in der Luft schwebt wenn er softwareseitig noch nicht konfiguriert wurde (z.B. Raspi ausgeschaltet oder so). Andernfalls können Einstreuungen den Pin munter zwischen High und Low hin und her wandern lassen was sicherlich hörbar wäre am Lautsprecher.
Außerdem ist dann klar ersichtlich dass der Pin Active Low ist.


Liebe Grüße,
Max

[Dominik]

Du ziehst VDD für den Chip von GPIO20

Hallo Gamerpaddy,

Der VDD ist an PIN 4 angeschlossen. Das Schaltsymbol ist leider falsch und hat die Beschriftung falsch zu den PINs belegt.
PIN 4 ist nach meiner PIN-Belegung 5V PWR.

Das auffälligste ist, dass du keinerlei Kondensatoren verbaut hast. Solche willst du eigentlich immer zur lokalen Pufferung der Stromversorgung haben. Das Datenblatt weist auch extra darauf hin, dass sie wichtig sind, um Störungen aus dem Audiopfad rauszuhalten.

Weiterhin fehlen die Kondensatoren an den Audioeingängen. Das könnte eine Ursache sein warum es nicht funktioniert. Dein Audiosignal vom Raspi liegt symmetrisch um 0V, während der Verstärker den Eingang symmetrisch um VDD/2 haben will. Der Kondensator im Audiopfad erlaubt es, das Audiosignal auf dieses andere Spannungslevel zu koppeln. Andernfalls liegst permanent drunter und es kann nicht/kaum funktionieren.

Schließlich hab ich noch gesehen, dass Mute und Shutdown Active Low sind; d.h. wenn die auf 0V liegen, ist der Verstärker still. Aus dem Schaltplan geht nicht hervor ob du das berücksichtigt hast.
Es empfiehlt sich hier auch einen Pull-Up Widerstand einzufügen, damit der Pin nicht in der Luft schwebt wenn er softwareseitig noch nicht konfiguriert wurde (z.B. Raspi ausgeschaltet oder so). Andernfalls können Einstreuungen den Pin munter zwischen High und Low hin und her wandern lassen was sicherlich hörbar wäre am Lautsprecher.
Außerdem ist dann klar ersichtlich dass der Pin Active Low ist.

Hallo Max,

Danke für die ausführliche Antwort.
Wenn ich das Richtig verstehe muss am PAM an PIN 12 und 5 ein HIGH-Signal anliegen, dass der Verstärker funktioniert?

Ich habe den PAM mit einem ähnlichen Aufbau so online gefunden. Da waren auch keine Kondensatoren drin.
Ich bin im gebiet PCB und vor allem diesen Schaltungen nicht so bewandert. Das ganze habe ich im EasyEDA Designer gemacht.
könntest du mir da ggf. bei weiterhelfen wenn ich dich dazu einlade und dir mir das ggf. genau erklärst?

Ich wäre dir dafür sehr dankbar.

Gruß
Dominik

[MaxZ]

Wenn ich das Richtig verstehe muss am PAM an PIN 12 und 5 ein HIGH-Signal anliegen, dass der Verstärker funktioniert?

Richtig.

Ich habe den PAM mit einem ähnlichen Aufbau so online gefunden. Da waren auch keine Kondensatoren drin.

Nun, ich habe selbst noch nie diesen Verstärker (oder einen anderen Audioverstärker) in einer selbst entworfenen Schaltung genutzt. Daher kann ich nur aufgrund des Datenblatts spekulieren. Möglich dass es funktioniert, aber "richtig" scheint es mir nicht.

Ich bin im gebiet PCB und vor allem diesen Schaltungen nicht so bewandert. Das ganze habe ich im EasyEDA Designer gemacht.
könntest du mir da ggf. bei weiterhelfen wenn ich dich dazu einlade und dir mir das ggf. genau erklärst?

Ich wäre dir dafür sehr dankbar.

Ich schlage vor, dass du dir das Datenblatt in Ruhe anschaust. Du hast zu Beginn einen Referenz-Schaltplan an dem du dich orientieren kannst. Weiter unten hast du dann den "Application Note" Teil, der dir Erklärungen und Tipps für die Umsetzung gibt. Falls dir dabei konkrete Fragen aufkommen, helfe ich genau wie alle anderen Forenmitglieder sicherlich gerne.
Außerdem scheint mir das hier eine super Gelegenheit zu sein deine Kenntnisse auszubauen! Nicht zu groß oder komplex, dennoch lehrreich.
Nachtrag: Falls du nicht auf eine lehrreiche Erfahrung scharf sein solltest - was ich sehr schade fände - kannst du auch einfach ein Modul kaufen wie das von gamerpaddys Link.

Wie hast du die Schaltung bisher eigentlich getestet? Steckbrett?


Liebe Grüße,
Max