Netzspannungsproblem - DAC Lockup

[liquid]

Hallo,

der ursprüngliche Thread der zu diesem hier geführt hat, befindet sich im Linux/Unix Forum - beschäftigt sich mit USB, was aber nicht das eigentliche Problem war wie sich später rausstellte:
http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showthread.php?p=5356423
Ich quote teilweise meinen letzten Post in diesem Thread, darauf wird ersichtlich um was für ein Problem es sich handelt.

Update:

Ich habe das Problem weiter eingegrenzt. Meiner Meinung nach ist es allerdings kein USB Problem (mehr, bzw. es war nie eins).

Ich kann den Lockup des USB-receivers provozieren indem ich das Teufel System, welches an derselben Steckdosenleiste wie der DAC hängt, an- oder auch ausschalte. Just in diesem Moment verschwindet der Sound vom DAC und ein paar Sekunden später finde ich Nachrichten über einen fehlgeschlagenen PCM write im kernel log.
Ich habe den Lockup mit dieser Methode (ich nenne sie die amp-Methode *g*) bisher jedes Mal reproduzieren können. Augenscheinlich verlagert sich das Problem also weg vom USB hin zur Spannungsversorgung, welche aber stabilisiert ist und deshalb eigentlich ein solches Verhalten nicht zeigen sollte. Die dort verbauten Elkos sollten diese Spannungsspitzen (falls sie denn entstehen, das weiß ich zur Zeit gar nicht) locker kompensieren.

Um die Problematik zu untermauern habe ich sämtliche anderen Verbindung vom Teufel Subwoofer (welcher ja gleichzeitig der Amp ist) getrennt, da ich erst dachte dass eventuell über die Cinchverbindung eine Spannungsspitze zurück zum DAC geliefert wird. Cinch trennen half aber nicht.
Weiterhin scheinen die Lautsprecherkabel keine Störungen in dem USB-Verbindungskabel zu induzieren, auch wenn sie nahe diesem verlaufen.

Ein Lockup tritt weiterhin auf. Ein Test mit einem weiteren Verbraucher, einem 1500W Staubsauger (ja, man nimmt was man kriegt), schlug leider fehl. Auch wenn direkt an der Leiste angeschlossen, bekomme ich den USB-receiver nicht zum Lockup. Kann natürlich sein dass de Staubsauger da eine Regelung hat und der Amp nicht, wer weiß.

Also Verdacht dass die Spannungsversorgung nicht vernünftig funktioniert. Habe deswegen den 12V-Adapter von meiner externen HD genommen, welcher auch 1A liefern kann (soviel zieht der DAC momentan aber nicht - ist also ausreichend dimensioniert). Auch mit diesem erzeugt das Ein-Aus-Schalten des Amp ein Lockup, selbiges wenn der Adapter an einer anderen Steckdose im Zimmer, oder auch in einem ganz anderen Raum (ich habe das Badezimmer genommen) verwendet wird.

Ehrlich gesagt kann ich mir das Verhalten nicht erklären. Jetzt bräuchte ich ehrlich gesagt ein Oszilloskop, welches aber halt nicht da ist. Nur mit dem Multimeter kann ich ja sowas schwer testen.

Jemand irgendwelche Ideen?

Also in Kurzfassung:
Betroffene Hardware ist:
- Ein DIY-DAC, genauer gesagt das USB-Modul
- Ein Rechner, an dem der DAC hängt (nicht direkt betroffen, aber dort kann ich sehen wann der DAC sich aufhängt)
- Teufel Concept E Magnum (damit wird das Problem ausgelöst)

Problem:
- USB-Modul des DAC hängt sich zeitweilig auf (nicht deterministisch)
- Der Lockup kann mit dem Teufel System provoziert werden (Ein-Aus-Schalten führt immer zum Lockup)

Ich bitte um Hilfe!

cya
liquid

[pancho]

Fliegt das Ding im Freien rum, oder hat es ein Metallgehäuse? EMV.
Irgendwelche unbeschalteten Eingänge?

Der Staubsauger ist in erster Näherung im Moment des Einschaltens eine induktive Last, ein Verstärker eine kapazitive.

[liquid]

Fliegt das Ding im Freien rum, oder hat es ein Metallgehäuse? EMV.
Nein, der DAC bzw. alle drei Module (1x USB, 1xSPDIF, 1xDAC) befinden sich in einem 19" Metallgehäuse.
Der Subwoofer ist allerdings recht weit entfernt vom DAC als dass ein Problem werden könnte, wenn du auf Abstrahlung von diesem in den DAC abzielen solltest.

Irgendwelche unbeschalteten Eingänge?
Am DAC? Naja, es gibt einen USB-B-Eingang und einen Cinch-connector für SPDIF. Dann zwei Stereo-Ausgänge, einmal das reine Signal vom DAC (damit wird der KHV gespeist) und einen Ausgang mit Volume-control, da soll das Teufel System dran.

Momentan sind SPDIF und der volume-control Ausgang nicht belegt. Nur der Rechner hängt am USB und der KHV hängt am einen Ausgang.

Der Staubsauger ist in erster Näherung im Moment des Einschaltens eine induktive Last, ein Verstärker eine kapazitive.
Richtig, was auch folgendes erklärt. Ich habe ein weiteres Gerät gesucht mit dem ich den Lockup provozieren kann.

Dabei ist mir der KHV selber eingefallen, welcher aus dem KHV selbst und dem dazugehörigen (üppig dimensionierten) NT besteht. Beides an und das Netzkabel des KHV-NT aus- und eingesteckt. Führt auch zu einem Lockup.

Momentan verwende ich für den DAC immer noch das NT von meiner externen Festplatte. Das ist höchstwahrscheinlich entweder unreguliert oder ein Mini-Schaltnetzteil - kann ich genauer nicht sagen und aufbrechen will ich es nicht.

Ich werde versuchen ein PC-Netzteil aufzutreiben und den DAC einmal dort zu betreiben. Kann ja sein, dass das PC-NT noise auf der Leitung besser unterdrückt.

cya
liquid

EDIT: Die Aktion mit einem PC-Netzteil ändert nichts. Entweder liegt es an etwas anderem oder das PC-NT lässt auch zuviel durch.

[pancho]

Oder es liegt nicht an der Spannungsversorgung. Ein kurzer Test mit einer Batterie würde hier zumindest Klarheit verschaffen.

[liquid]

Hmm, nur wie komme ich an eine 12V Batterie ran. Also diese 9V Blockbatterien kenne ich wohl - und einen 12V Akku habe ich zur Zeit nicht. Und mit kleinen Batterien wird es vermutlich ja nicht hinhauen, da die Leistung zu gering ist.

[pancho]

Auf "neudeutsch": Im Automotive-Bereich soll man sowas schon gesichtet haben. Ein 9V Block wird nicht genügend Saft haben, die bringen nur ca 120 mA, wenn ich mich nicht irre. Alternativ einige NiMH Akkus in Kombination mit nem Step-Up; dann wird es aber schon wieder aufwendig. 10 NiMH in Serie gehen natürlich auch. Falls man so viele hat.

[liquid]

Mein WG-Kollege baut morgen mal den Bleiakku aus dem Auto aus und dann teste ich daran nochmal den DAC.

Nur was wäre, wenn es mit Akku funzt? Wäre es dann angebracht einen Netzspannungsfilter vor den DAC zu setzen?

cya
liquid

[barracuda]

Ich weiß nicht welchen DAC du jetzt genau hast, ich habe mir mal die Schaltung des DDDAC 1543 mk2 (http://www.dddac.de/files/dddac-usb-1543-dac32.pdf) angeschaut. Da wird ein Spannungsregler 7806 verbaut, die 78/79xx-Regler sind mir von jeher als Störspitzen-"Verstärker" bekannt. Vielleicht liegt da die Ursache.

[liquid]

Ja, auf dem USB-receiver ist der IC drauf - was würdest du denn vorschlagen? Gibt es einen äquivalenten IC der besser funktioniert?

Habe übrigens noch etwas rausgefunden. Wegen des Batteriehinweises dachte ich mir, dass ich ja auch mal den Laptop auf Akku verwenden kann.

Hab den DAC an eine separate Steckdose angeschlossen (an der es vorher auch Probleme gegeben hat) und den Laptop draufgestellt, getestet, lief ohne Probleme - sogar nur mit dem billigen 12V-Adapter. Reagiert weder auf das Einschalten des Teufel Systems, noch auf das vom KHV.

Vermutung: Was ist wenn Störsignal überhaupt nicht über die Spannungsversorgung in den DAC kommen, sondern über Umwege über die USB-Verbindung?

Ich meine der Strom geht ja von Punkt A (dem Netz) zu Punkt B (dem NT des DAC) zu Punkt C (dem DAC selbst).
Andererseits ist A aber auch mit D (dem PC-NT) verbunden, die wiederum mit E (dem PC), und der mit C.

Wir haben also:
i) A -> B -> C
ii) A -> D -> E -> C

Was ist wenn i) nicht das Problem ist, sondern ii) wobei dort vermutlich die Störungen aus dem Stromnetz in die USB-Versorgung gespeist werden.

Das würde erklären, warum mit Laptop@Akku das Problem nicht auftritt.

cya
liquid

[barracuda]

Du könntest versuchen am Spannungsregler jeweils einen Keramikkondensator von 100 nF von Eingang und Ausgang an Masse zu legen.

Ich habe seit dem Lesen des Eingangspostings ebenfalls den Verdacht dass da Störungen über den USB einstreuen könnten. Sind in der ganzen Anlage weitere Geräte außer dem PC geerdet?

[liquid]

Hallo,

erstmal noch vielen Dank an die Leute die mir helfen, ich weiß das wirklich zu schätzen.

Ich glaube wir fangen langsam an das Problem einzukesseln, ich persönlich denke jetzt auch wieder dass es etwas mit Störungen des USB zu tun haben.

Nämlich hat sich folgendes ergeben:
Ich habe den USB-DAC momentan am Laptop angeschlossen, damit ich eine Akku-betriebene Audioquelle simulieren kann (ich habe das mit der Akkubatterie sein gelassen, da sich das ganze anscheinend WIEDER anders darstellt). Debugsupport für den USB und Debugging für ALSA ist aktiviert, dabei ist mir folgendes aufgefallen.

Ich habe am Laptop keine USB-Geräte angeschlossen. Ich boote Gentoo und stöpsle den USB-DAC ein, das Gerät wird erkannt. Ich kann Musik abspielen.
Jetzt will ich die externe Festplatte anschliessen, will diese also auch anstöpseln - Sound weg.

So, jetzt im Detail. Ich muss den USB-Plug der HD nichtmal einstecken, es reicht wenn ich mit der Schirmung des Steckers die Schirmung der Buchse berühre, also die Schirmung Kontakt hat.
Sofort massig Fehler des USB im kernel log. Es reicht sogar wenn ich den USB-Stecker der HD an die Schirmung der Ethernet-Buchse führe, selbes Resultat.

Also wohlmöglich Schirmungsproblem, Massenproblem, Brummschleifenproblem, etc. - irgendwas kommt da durch die Schirmung rein und beeinträchtigt erheblich das Signal.

Was tun?

@barracuda: Wegen der Erdung. An der Seite des Zimmer an der die Anlage + Zubehör steht gibt es zwei Steckdosen, die aber vermutlich durch ein und denselben Draht versorgt werden (direkt nebeneinander).
An Dose A hängt:
i) Teufel Concept E Magnum
ii) STEPS Spannungswandler für den Kopfhörerverstärker
iii) Philips DVD-Player (momentan unplugged)

An Dose B hängt:
i) Der Audioserver
ii) STEPS Spannungswandler für den USB-DAC

B ii) ist momentan aber mit Dose C an der gegenüberliegenden Wand verbunden (ich dachte mir dass das eventuell hilft, tut es aber nicht).

UPDATE:
Ich habe das mit Ground mal untersucht. Ich weiß dass ich GND des DAC auf das Gehäuse gelegt habe, wegen besserer Schirmung etc.
Der Widerstand zwischen Schirmung des USB und GND-DAC ist Unendlich, also dort ist keine Verbindung. Ich habe auch mal gelesen dass man das so machen sollte, da open-ground Schirmung weniger Probleme bereitet.

Habe zur Kontroller dessen gerade von GND-DAC ein Kabel gelegt (an eine der Gehäuseschrauben getüddelt) und zum Laptop gelegt. USB-Stecker des DAC wieder rein und erkennen lassen. Musik spielt.
GND-DAC mit Schirmung des USB-Steckers der externen Festplatte verbinden -> Errors
GND-DAC vorher mit Schirmung der Ethernet-Buchse verbinden -> gar nichts; Danach wieder Kontakt zwischen USB-Stecker der HD und USB-Schirmung herstellen -> selbes Problem

Es macht wohl keinen gravierenden Unterschied ob die Schirmung des USB jetzt auf GND liegt oder nicht...

cya
liquid

[pancho]

Tritt das Problem auch an anderen PCs auf?
Ist die analoge Masse nur an einer einzigen Stelle mit der Digitalmasse verbunden?
Routing der USB + und - Leiterbahnen ok? Zitat eines sehr erfahrenen Layouters diesbezüglich: "Symmetrie, Symmetrie, Symmetrie."
Betrieb an (aktivem?) USB-Hub möglich?

[liquid]

Du könntest versuchen am Spannungsregler jeweils einen Keramikkondensator von 100 nF von Eingang und Ausgang an Masse zu legen.
Da habe ich nochmal geguckt, auf den Schemata der Platinen sind bereits Kondensatoren miteingebaut. Zwischen In und GND 100uF Elko und zwischen Out und GND ein 100nF Folie.

@pancho: Ich habe den DAC bis jetzt nur am Audioserver ausprobiert und am Laptop, ich kann aber noch zusätzliche Hardware versuchen.

Einen Hub besitze ich nicht, habe auch keinen in der Bekanntschaft der einen besitzt. Was würde der Hub denn für ein Problem 'beheben' ?

Wegen der anderen Fragen werde ich heute (spät) abend nochmal nachsehen.

Übrigens: Wenn der DAC am Laptop hängt und die GND an die Schirmung der USB-Ports des Audioservers halte, dann gibt es auch Errors.

Wäre es einen Versuch wert die Schirmung direkt im DAC schon auf GND zu legen? Oder sonst irgendwie eine 'Entkopplung' durchzuführen?

Ich habe da schon an sowas wie galvanische Trennung gedacht, das ist ja Standard bei Ethernetverbindungen, wird aber meines Wissens nicht bei USB-Verbindungen gemacht - ich wüsste jetzt aber auch nicht wie ich das angehen sollte.

cya
liquid

[pancho]

Da habe ich nochmal geguckt, auf den Schemata der Platinen sind bereits Kondensatoren miteingebaut. Zwischen In und GND 100uF Elko und zwischen Out und GND ein 100nF Folie.

Die 100 µF am Eingang helfen fast nicht gegen hochfrequente Störsignale. Dazu braucht es einen 100nF Kerko.

Zum Rest:
Ein Hub wäre wie die anderen Sachen auch nur ein Schuss ins Blaue.
Die Schirmung (wenn überhaupt) nur an einer Stelle mit GND verbinden. Wo das genau ist, sollte ziemlich egal sein.
Wozu sollte die galvanische Trennung dienen? Du weißt doch nicht genau, wo das problem liegt. Ethernet ist nur wegen der großen Leitungslänge getrennt.

[liquid]

Die 100 µF am Eingang helfen fast nicht gegen hochfrequente Störsignale. Dazu braucht es einen 100nF Kerko.
OK Chef ;) Werd ich mal angehen.

Zum Rest:
Ein Hub wäre wie die anderen Sachen auch nur ein Schuss ins Blaue.
Die Schirmung (wenn überhaupt) nur an einer Stelle mit GND verbinden. Wo das genau ist, sollte ziemlich egal sein.
Ich denke ich werde dann wo die USB-Buchse in den DAC geht eine Leitung auf GND legen. Was ich gerade überlegt habt: Nicht dass es am DAC mehrere Grounds gibt... Werde mir dazu nochmal das Platinenlayour ansehen.


Wozu sollte die galvanische Trennung dienen? Du weißt doch nicht genau, wo das problem liegt. Ethernet ist nur wegen der großen Leitungslänge getrennt.
Ebenfalls nur so ein Schuss ins Blaue. Aber dem Problem bin ich denke mal näher als ich es vor einer Woche noch war. Wurmt mich aber auch extrem, dass es wieder an solchen Sachen scheitert.

cya
liquid

[liquid]

Hallo,

sry dass ich mich sp spät melde. Aber ich musste mich gestern noch mit einem anderen Problem rumschlagen. Das konnte gottseidank gelöst werden :D

News: Ich habe die Schirmung jetzt auf GND des DAC gelegt. Das Resultat ist dass es extrem schwer ist den Laptop dazu zu überreden das Gerät zu erkennen. Meistens funzt es recht gut wenn es gerade erst angeschaltet wurde und dann an den Port gehängt wird.
Weiterhin brauche ich nicht viel zu machen, damit sich das Gerät innerhalb von 5 Minuten aufhängt. Erst kommen ein paar RW-errors, gefolgt von einem USB-Reset welcher das Gerät manchmal recovern kann - kurz danach ähnliches mit 'device not accepting...', 'failed with status 440000' - habe ich auch schon nach gegoogelt, kommt aber nicht viel sinnvolles bei raus.

Habe übrigens gemerkt dass nach dem Platinenlayout zu urteilen es so gewollt ist, dass Schirmung und GND zusammengeschlossen werden. Ich werde das deshalb jetzt erstmal so lassen und weitersehen.
Ich komme wohl nicht darum herum das Modul nochmal auszubauen und genauer unter die Lupe zu nehmen...

Tritt das Problem auch an anderen PCs auf?
Ich habe es noch nicht am Spielerechner probiert, aber ich habe jetzt mal ins Blaue geschossen und eine PCI-USB-Karte gekauft - mal sehen ob das hilft. Der USB-DAC soll ja am Audioserver laufen, bringt mir ja nix wenn der woanders läuft aber dort nicht.

Ist die analoge Masse nur an einer einzigen Stelle mit der Digitalmasse verbunden?
Wie meinst du das genau? Was ist bei dir die analoge Masse und was die digitale?

Also der DAC hat ja 3 Module, einmal SPDIF, dann USB, dann DAC selbst. Jedes Modul hat natürlich Ground-Pins/Anschlüsse. Die sind aber alle zusammengeschaltet bzw. gleich dem GND (ich nenne es mal GND0) was von den Spannungsversorgung kommt.
Ebenfalls auf diesem GND0 liegt die Schirmung des SPDIF-Connectors und GND der Cinch-connectors. Weiterhin liegt das GND der USB-Verbindung auch auf GND0 - der ganze DAC hat also nur ein Ground.

Routing der USB + und - Leiterbahnen ok? Zitat eines sehr erfahrenen Layouters diesbezüglich: "Symmetrie, Symmetrie, Symmetrie."
Wäre nett wenn du dir das mal anschauen würdest:
http://www.dddac.de/ma_dac32.htm
Ich finde schon dass das sehr symmetrisch aussieht - und für das Platinenlayout bin ich ja gar nicht zuständig gewesen. Ich bin davon ausgegangen dass Doede sich dabei was gedacht hat.

Betrieb an (aktivem?) USB-Hub möglich?
Gelesen dass ein aktiver USB 1.1 eventuell Signaltimings verbessern kann, das sollte also auch durch die PCI-Controllerkarte gehen bzw. durch kürze Kabel. Arbeite momentan schon mit dem kürzesten Kabel - welches etwas weniger als einen halben Meter lang ist.

Die 100 µF am Eingang helfen fast nicht gegen hochfrequente Störsignale. Dazu braucht es einen 100nF Kerko.
Da ich das Modul jetzt sowieso ausbauen muss, werde ich das mal in Angriff nehmen.

Ich denke ich werde dann wo die USB-Buchse in den DAC geht eine Leitung auf GND legen. Was ich gerade überlegt habt: Nicht dass es am DAC mehrere Grounds gibt... Werde mir dazu nochmal das Platinenlayour ansehen.
Um mir selber mal eine Antwort zu geben: NEIN, es scheint dass es nur ein GND gibt.

cya
liquid