Radio-Bastler-Forum (RBF)

Normale Version: Schon wieder VS1053
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Hallo, Radiobastler,

nach einem ganz ordentlich funktionierenden Breadboard-Aufbau mit ESP32 und VS1053-Modul habe ich alles auf einer Lochrasterplatine neu verdrahtet und höre bereits über die Kopfhörerbuchse starke Störgeräusche. Hab also noch nicht mal einen Verstärker angeschlossen (geplant ist hier PAM 8406). Verschiedenes habe ich bei der Lösungsuche irgendwo gelesen und ohne Erfolg ausprobiert:
  • Bei der Verdrahtung habe ich auf kurze SPI-Leitungen geachtet,
  • sich kreuzende Leitungen vermieden,
  • Masse / Versortungsspannung an 1 Punkt zusammengeführt
  • Stromversorgung mit Batterien getestet
  • für ESP32 und VS1053-Modul komplett getrennte Stromkreise getestet (2 Batterien)
  • ein 2. VS1053-Modul getestet
Schließlich habe ich das Modul aus der Stiftleistenbuchse genommen, mit 10cm-Jumperkabeln neu angeschlossen und ein bisschen hin und her bewegt. Interessanterweise verändert sich die Lautstärke der Störungen mit der Position und Ausrichtung des VS1053-Moduls zum ESP32 (AZ Delivery DevKitC V4). Zum Beispiel scheint mir 90° gekippt die Geräusche fast zum Verstummen zu bringen. Danach müsste ich nun relativ lange SPI-Leitungen nehmen und das MP3-Modul so positionieren, dass die Störgeräusche minimiert sind. Aber das widerstrebt mir irgendwie.  Smile

Bei meinem geliebten alten PURE Evoke Flow sehe ich Metallabschirmungen auf dem Board, aber ich habe keine Ahnung, auf was man dabei achten muss und ob das überhaupt helfen würde.

In den meisten Schaltungen, die ich im Netz (auch hier in den Foren) finde, ist das MP3-Modul sehr nah an der MCU. Man liest immer wieder von Störgeräuschen, aber meist im Zusammenhang mit PAM 8403 und der Verbindung Pin 8 mit GBUF (was ich bei einem anderen Aufbau auch schon erfolgreich umgesetzt hatte, allerdings mit DOIT Devkit V1).

Habt ihr möglicherweise noch andere Ideen, die ich verfolgen könnte? 

Herzlichen Dank im Voraus für jeden Hinweis!

Wolfgang
Von diesen Teilen habe ich schon sehr viele verbaut und hatte nie Störungen, obwohl die Module aus unterschiedlichen Quellen kamen. Die Platinen haben eine große Massefläche (von denen hätte ich noch welche).

[Bild: attachment.php?thumbnail=91207]


Auch bei diesem Projekt, ohne Platine, hatte ich keine Schwierigkeiten.

[Bild: attachment.php?aid=85291]


Beim zweiten Radio habe ich einen zentralen Massepunkt gemacht, von dem die Komponenten Sternförmig versorgt werden.
Vielleicht hilft es weiter.
Ich kann nur aus eigener Erfahrung sprechen, habe ja mittlerweile mehr als zwei Dutzend verbaut. In der Tat, die letzte Lieferung von Anfang 2021 wies Unterschiede sowohl in der Empfindlichkeit als auch insbesondere im Rauschen große Unterschiede. Und auch wenigen Platinen waren unbrauchbar. Passiert, halt - es kosteten die auch paar Cents - aber jetzt nach dem 01.07 ist die Situation eine andere. Sad
die Störgeräusch-Problematik lässt sich nicht leugnen und kann einen schon zur Verzweiflung bringen. Nicht nur beim ESP, sondern immer wenn µPC Technik an der Tonerzeugung beteiligt ist. Der VS1053 ist besonders kritisch wegen seines Gleichspannungspegels am NF-Ausgang. Bei Kopfhörerbetrieb darf das aber keine Rolle spielen. Es sei denn er ist zu niederohmig!
Bei Betrieb mit dem PAM8403 hat sich die GBUF-Lösung bestens bewährt, und zwar in Verbindung mit 100K Widerständen in der NF-Zuleitung.
Natürlich gibt es weitere Faktoren wie Abschirmung oder Masseführung, die eine Rolle spielen können. In dem Fall hat Pintel mit seiner Platine genau wie ich mit meiner Platine vielleicht zufällig ein gutes Händchen gehabt.
Vielen Dank für eure Beiträge hierzu! Ich nehme daraus mit, dass man außer Wissen und Erfahrung (hab ich nur begrenzt) ebenfalls etwas Glück benötigt.  Blush

Zur sternförmigen Masseanordnung (das gilt nicht für die 5V-Leitungen ?): schon öfter gelesen, aber vielleicht nicht richtig verstanden. Ist das folgendermaßen gedacht ? 
[attachment=93297]

Noch bezüglich Masse habe ich versucht, herauszufinden, was ich mit den nicht benötigten Masse-Pins der MCU mache ? Besser anschließen oder besser offen lassen ?

Zu niederohmiger Kopfhörer: vermutlich würde mein Audio-Technica ATH-M50 X mit 38 Ohm Impedanz darunter fallen ?

Zitat:Der VS1053 ist besonders kritisch wegen seines Gleichspannungspegels am NF-Ausgang.

Das klingt nicht ermutigend aber interessant. Konnte hierzu bisher keine geeigneten Infos zum Nachlesen finden. Habt ihr vielleicht einen Tipp ?

Nach dem Ansehen dieses Videos von Andreas Spiess habe ich auch nochmal meine aus layouttechnischen Gründen verwendeten GPIOs 21 und 22 hinterfragt, die mir nach Lektüre des Datenblattes OK schienen. Vielleicht hat das einen Einfluss, auch wenn es sonst "funktioniert". Das werde ich ändern und testen.

Nochmals Dankeschön!
So weit ich mich erinnere, problem ist, dass der Ausgang der VS1053 nicht an Masse liegt. Deswegen sind Maßnahmen zu der Anbindung eines NF-Verstärkers gibt. Bei Kopfhörerbetrieb sollte nicht um wesentlichen Geräusche aus der VS1053 sich handeln, falls diese gut ist.
Eine Lösung wie man die Anbindung eines NF Verstärkers beschreibt z.B. Jupp in der zweiten Version der von ihm entwickelten Platine für die ESP 32
stimmt, Ivan! Meine Bemerkung bezgl. Kopfhörerimpedanz war unüberlegt (zwischen Tür und Angel, wie man so schön sagt). Der unerwünschte Gleichspannungspegel stellt sich nicht am NF-Ausgang der VS1053-Platine ein sondern liegt zwischen Masse der Klinkenbuchse und der Masse der Versorgungsspannung und kommt daher bei einem Kopfhörer gar nicht zum Tragen.

Erste Anlaufstelle zum Nachlesen sind natürlich die Datenblätter des Herstellers. Andreas weist in seinem Video auch darauf hin. Ich hab eine einfacher zu lesende Erklärung gefunden, die mich dann auch auf den richtigen Weg gebracht hatte:

WLAN Badezimmer Radio selber basteln

auf den link verweise ich auch in dem von Ivan erwähnten thread meiner Platine 1.1:

ESP32 Webradio Platine Version 1.1

ich denke nicht dass das Beschalten der nicht benötigten Masse-PIN des ESP-Moduls notwendig ist und hab sie auch immer offen gelassen.
(24.10.2021, 08:03)wolfsch schrieb: [ -> ]Zur sternförmigen Masseanordnung (das gilt nicht für die 5V-Leitungen ?): schon öfter gelesen, aber vielleicht nicht richtig verstanden. Ist das folgendermaßen gedacht ? 
Noch bezüglich Masse habe ich versucht, herauszufinden, was ich mit den nicht benötigten Masse-Pins der MCU mache ? 

Die 5V Leitung habe ich auch sternförmig verteilt. Nicht benutzte Massepunkte versuche ich immer mit anzuschließen.
Was ich vergessen habe, den Line-In am VS1053 schließe ich mit Masse kurz (erkennt man glaub ich oben an meinem ersten Foto gut). Ob das maßgebend ist, weiß ich nicht. Ich mache es einfach, um Gefahren aus diesem Bereich zu minimieren.
Dankeschön an euch! Ich werde das ganze Ding einfach nochmal neu verdrahten und eure Vorschläge berücksichtigen.

Interessehalber habe ich das auf die Schnelle auf dem Breadboard nochmal aufgebaut und dabei eine andere MCU verwendet (DFRobot FireBeetle). War 'ne Sache von wenigen Minuten und der Klang ist glasklar. Ist es denkbar, dass auch das gewählte ESP32 DevBoard mehr oder weniger negative Effekte haben kann ?
ich kann zu anderen boards nichts sagen, ich hatte noch nie was anderes als das wroom32 eingesetzt.
Wie schon oben vermutet, hat sich bestätigt, dass die verwendeten GPIOs die Ursache der Störgeräusche sind. Konnte ich reproduzieren. Pins 21 und 22 (und 14) sind I2C-Leitungen, die ich aus Layoutgründen gewählt hatte. Es "funktioniert" alles, der Klang ist satt, aber eben mit den beschriebenen Störgeräuschen. Nach Datenblatt oder Pinout-Referenzen wie dieser sprach nichts gegen die Benutzung der Pins.

Sobald ich CS, DCS und DREQ wieder auf 25, 26 und 27 gelegt hatte, war der Sound erneut glasklar.

Bin gespannt auf den nächsten Schritt (und mögliche Geräusche), wenn ich das ganze an den Verstärker anschließe. Sobald ich fertig bin, poste ich auch mal ein Bild, damit der Thread zumindest nachträglich seine Berechtigung für das Thema "Retroradios" erhält.  Smile
Nachdem ich das PAM8406-Modul angeschlossen hatte, heftige Störgeräusche aus dem Lautsprecher.  Dodgy Obwohl ich auch hier die Verbindung GBUF-VREF über einen Kondensator gelötet hatte. Testweise habe ich mein PAM8403-Modul mit Poti eingebaut, mit dem ich das Problem nicht hatte. Interessanterweise hörte ich dort identische Störgeräusche, wenn ich das Poti etwas runterdrehte, sie verschwanden aber völlig bei Vollanschlag. Also wieder das PAM8406-Modul eingesezt und das eingebaute Trimmpoti voll aufgedreht. Und siehe da, alles ist gut.  Big Grin

Muss mal sehen, ob ich davon eine Schaltung finde - und ob ich sie mit meinem Halbwissen verstehe.
Manchmal ist die Lösung sehr einfach.
Der Vorteil: Hier ist beim VS1053 Gerätemasse = Audiomasse, man kann also alles mit einer Spannungsquelle betreiben.

[attachment=93461]
Hallo, Jens,
hast Du das ausprobiert? Ich bin mir sicher, dass die Schaltung so irgendein Signal liefert. Fakt ist aber, dass Deine Behauptung "Hier ist beim VS1053 Gerätemasse = Audiomasse" nicht stimmt - hier das Datenblatt.
http://www.vlsi.fi/fileadmin/datasheets/vs1053.pdf
Ich verweise zurück auf den Link, der Jupp oben gepostet hat.
https://esp8266-server.de/Internetradio.html
bzw. in seiner Platine
ESP32 Webradio Platine Version 1.1
Wir haben uns genug beide bis fast zum Streit die Köpfe gemacht, ja eine oder andere Maßnahme mindert etwas die Geräusche. Aber verschwinden tuen die nur wenn man GBUF ( Audiomasse von VS1053) über den 0,47 uF mit VREF von PAM8403 verbindet.
die Problematik entsteht ja dadurch dass auf der VS1053 Platine der Ausgangselko eingespart wurde. Den hat Pintel quasi ergänzt. Den Vref Eingang als Massebezug zu nutzen ist aber effizienter weil Schwankungen auf der Masseleitung kompensiert werden.

Ivan, wir benutzen dafür keinen 0,47µ sondern 47µF.
(01.11.2021, 13:54)navi schrieb: [ -> ]Hallo, Jens,
hast Du das ausprobiert?

Ja, bei mir läuft gerade ein Radio, was exakt so aufgebaut ist. Das Radio läuft mit einem Samsung Handyladegerät 5V/2A mit einer einzigen Masse, also Gerätemasse = Audiomasse. Der Stromanschluss erfolgt über die USB-Buchse des ESP32 und wird dort für den VS1053 und die Endstufe abgegriffen. Als Endstufe habe ich eine PM2038 verwendet und habe keinerlei Störgeräusche mit dieser Schaltung.