BM-Prozessor: Nachbau Regelplatine für TT/TMT/HT

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Schlaudi
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BM-Prozessor: Nachbau Regelplatine für TT/TMT/HT

Beitrag von Schlaudi »

Hallo zusammen,

wie einige von Euch ja schon wissen, wurde bei der Überarbeitung meiner BM18 Prozessor die Regelplatinen aufgebohrt um dort die ausgetauschten Bauteile leichter bzw. überhaupt unterzubringen. Dadurch wurden die Lötpads so stark in Mitleidenschaft gezogen, dass mir im Abstand einiger Monate immer mal wieder ein Töner ausfällt (mittlerweile 3 mal passiert). Die Lötpads sind einfach viel zu klein dadurch oder die Durchkontaktierungen sind teilweise garnicht mehr vorhanden (siehe Foto). Lösung ist der Ausbau der Regelplatine und überbrücken mit Silberdraht. Das funktioniert dann zwar, aber die anderen Platinen von MT/TMT/TT kommen vermutlich auch in den nächsten Monaten/Jahren dran.

Not macht erfinderisch: Als BWLer bin ich zwar eher der PPT Folienbastler aber warum nicht auch mal KiCad erlernen. Also ist in den letzten Wochen ein Nachbau der betroffenen Platine entstanden. Als Projektleiter hat man in der Regel auch nicht soviel Kenntnis was die Schaltkreise angeht, daher ist der Schaltplan auf Basis "Malen nach Zahlen" entstanden (Chinesische Nachbaumentalität).

Ein PDF mit den Fotos findet ihr hier: https://wetransfer.com/downloads/343a23 ... 538/01350c

Wenn ich die Platine schon neu aufbaue, dann besteht natürlich die Chance auf gerinfügige Optimierungen (sofern das eben schaltungstechnisch funktioniert). Daher meine Fragen an die Profis unter Euch mit dem Ziel "Gegenkopplung etc. darf nicht beeinflusst werden da ich diese nicht einstellen kann/will".

1.) 22uF Elkos links: Verbaut sind auf meinen Platinen eine wirre Mischung von 50V und 63V Pansonic FC (das was halt scheinbar beim Revisioneur gerade verfügbar war). Ich würde gerne wegen des geringeren ESR Panansonic FR verbauen. Macht das Sinn bzw. ist das vielleicht sogar kontraproduktiv? Da es die Panasonic FR mit 63V nur in 47uF gibt, ist diese Erhöhung möglich oder sollte lieber weiterhin auf den 22uF gesetzt werden (dann aber nur als 50V FR-Version)? Alternativ würde sich vielleicht auch ein WIMA 22uF platzieren lassen.

2.) Die C5, C9 (100pF) und C11 (47nF) Keramikkondensatoren: Könnte bzw. sollte man die gegen Folienkondensatoren austauschen oder einfach eine 1:1 Übernahme?

3.) Der Bipolare 4,7uF Elko (hier im Foto schon ausgetauscht gegen Nichicon MUSE, da vorher ein MKS4 mit dicken Beinchen in die Platine gepresst wurde). Auf der Platine zwar mal ein Vorhalt für einen Folienelko, bestückt aber Werk war aber ein bipolarer Elko drin. Empfehlung Richtung Verbau einer Folie oder gute alte Schule mit bipolarem Elko?

4.) Die 47uF VISATON Elkos könnte ich eventuell so umplatzieren, dass diese gegen einen dicken WIMA-Brummer mit 47uF ersetzt werden könnte. Aber vermutlich wird die Bauhöhe dann zu hoch, so dass der WIMA an die nächste Platine stößt. Also lässt sich vermutlich nicht umsetzen. Sollte ich da nochmals messen oder lieber gleich den VISATON verwenden. Alternativvorschlag immer gerne gesehen!

5.) Der NE5532AP Operationsverstärker ist immer noch bei Mouser zu bekommen, da würde ich erstmal nix ändern wollen.

6.) Leiterbahndicke: Die Verbindungen sind winzig, die würde ich gerne vergrößeren. Sinnvoll, egal, oder kontrakproduktiv? Auf dem Frontlayer bleibt der Ground-Layer wie gehabt.

Vielen Dank für eure Unterstützung. Sollten anderen BM Prozessor-Geschädigte hier im Forum sein, dann gebt Bescheid. Ich werde ein paar Platinen mehr fertigen, immerhin macht man das nur einmal im Leben.

VG
Schlaudi

PS: In den nächsten Tagen/Wochen folgt noch die SHT Platine (auch da wurde gewütet) sowie das Gleichrichterboard Neuaufbau mit LT4320. Dazu dann aber der Übersichtlichkeit halber ein eigener Thread.
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Kaskode
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Beitrag von Kaskode »

Hallo Schlaudi,

das ist ja mal ein megacooles Projekt. Ich denke das müssen wir iterativ mehrfach durchlaufen, bis ein Optimum erreicht wird.

Vorab: Die Originalplatine hat einen Serviceaufdruck auf dem Toplayer. Die Bauteile haben Namen und Nummern. Warum decken sich die nicht mit deinem Nachbau? Der C9 ist ein Scheibenkerko, in deinen Schaltplan ein Elko mit 4,7uF. Der C7 hat gar keinen Wert.

Hausaufgabe 1: Alle Bauteile gleichlautend nach dem Original benennen.
Wenn Du die Platine in Auftrag gibst, den "Silklayer" mit dazu bestellen. Sollte kaum mehr kosten.

Früher war es üblich alle Bahnen gleich dick zu machen, davon trennt man sich heute deutlich. Die Versorgungsleitungen können deutlich dicker.

Rechtwinklige Bahnenknicke sind nicht optimal. Besser zwei 45 Grad Knicke einsetzen.

Zu deinen Fragen:
1.
Die Elkos mit den 22uF sind zur reinen Stütze der Versorgungsspannung. WIMA nicht erforderlich. Panasonic sehr OK dafür. Weniger ESR ist besser. Es wird nur der IC versorgt, welcher ca. 5mA (?) benötigt. Eventuell auch 10 oder 12mA, auf alle Fälle wenig. Möglicherweise sind 47uF eher akademisch.

2.
Jetzt wird es schwierig, welche C5,9,11? die von dir oder von BM?
Können Kerkos bleiben. Sie dienen der Unterdrückung von Schwingungen. Also arbeiten gegen GND. IMHO unschädlich zum Klang.

3.
Folie haben Vorteile, wenn hierüber Musikfrequenzen/ Musiksignale laufen. Achte auf Bauhöhe. Nicht das die Platine sich nicht mehr einbauen oder stecken lässt.

4.
Alternative sind 2 Stück WIMA parallel. Mehr Platz, aber eventuell weniger hoch.

5.
Korrekt, der OPV ist super. Eventuell hier ein Sockel vorsehen, dann kann man leichter ersetzen. Es gibt Alternativen. Eventuell SMD auf TOP Layer vorsehen. Da ist mehr Auswahl.

6.
Versorgungen dicker, Signale haben normale Strichstärke wie oben gezeigt.

Das so für die erste Iteration.

Gruß
René
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NNEU
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Beitrag von NNEU »

Hallo Schlaudi,

ich habe den gezeigten Schaltplan mal stilistisch und inhaltlich korrigiert:

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1.) 22uF Elkos links: Verbaut sind auf meinen Platinen eine wirre Mischung von 50V und 63V Pansonic FC (das was halt scheinbar beim Revisioneur gerade verfügbar war). Ich würde gerne wegen des geringeren ESR Panansonic FR verbauen. Macht das Sinn bzw. ist das vielleicht sogar kontraproduktiv? Da es die Panasonic FR mit 63V nur in 47uF gibt, ist diese Erhöhung möglich oder sollte lieber weiterhin auf den 22uF gesetzt werden (dann aber nur als 50V FR-Version)? Alternativ würde sich vielleicht auch ein WIMA 22uF platzieren lassen.
Ist nicht sonderlich kritisch.
Ich würde 47uF Polymerkondensatoren nehmen. Zusätzlich noch ein Kerko pro Rail (100nF oder 1uF) direkt am OPV.
Die C5, C9 (100pF) und C11 (47nF) Keramikkondensatoren: Könnte bzw. sollte man die gegen Folienkondensatoren austauschen oder einfach eine 1:1 Übernahme?
Kann man so lassen, jedoch auf C0G als Dielektrikum achten .
3.) Der Bipolare 4,7uF Elko (hier im Foto schon ausgetauscht gegen Nichicon MUSE, da vorher ein MKS4 mit dicken Beinchen in die Platine gepresst wurde). Auf der Platine zwar mal ein Vorhalt für einen Folienelko, bestückt aber Werk war aber ein bipolarer Elko drin. Empfehlung Richtung Verbau einer Folie oder gute alte Schule mit bipolarem Elko?
Die 47uF VISATON Elkos könnte ich eventuell so umplatzieren, dass diese gegen einen dicken WIMA-Brummer mit 47uF ersetzt werden könnte. Aber vermutlich wird die Bauhöhe dann zu hoch, so dass der WIMA an die nächste Platine stößt. Also lässt sich vermutlich nicht umsetzen. Sollte ich da nochmals messen oder lieber gleich den VISATON verwenden. Alternativvorschlag immer gerne gesehen!
Das (bzw zwei davon*) sind Koppelkondensatoren; wünschenswert wären hier auch Folientypen.
Der Wert des Cs bestimmt in Kombination mit dem Einganswiderstand der folgenden Schaltung, die untere Grenzfrequenz des gebildeten Hochpassfilters.

Da du keine weiteren Anpassungen machen möchtest, musst du den gleichen Wert nehmen.

(* einige Bauteile (links unten im Schaltplan) sind nicht Teil der eigentlichen Schaltung. Ohne Kontext ergeben sie wenig Sinn, weshalb ich zu denen keine Empfehlungen geben kann)
Leiterbahndicke: Die Verbindungen sind winzig, die würde ich gerne vergrößeren. Sinnvoll, egal, oder kontrakproduktiv? Auf dem Frontlayer bleibt der Ground-Layer wie gehabt.
Versorgungen dicker, Signale haben normale Strichstärke wie oben gezeigt.
Die Unterseite könnte man auch mit GND füllen. Dann mit vielen Vias beide Seiten verbinden.


Viele Grüsse,
Noel
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Schlaudi
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Beitrag von Schlaudi »

Hallo ihr beiden,

vielen Dank für eure Hinweise und Unterstützung! Ich habe eure Ratschläge beherzigt, viel recherchiert, Kicad Features neu erlernt und in das neue Design eingebaut. Ich muss neidlos anerkennen, dass der Schaltplan von Noel sehr viel übersichtlicher ist als meine chinesische Nachbaukopie der Leiterplatte :-) Aber bitte seht es mir nach, dass ich gerne bei meinem Wirrwar bleiben möchte. So kann ich wenigstens optisch prüfen ob die Leiterbahnen 1:1 so verlaufen wie auf der Originalplatine. Mit Sicherheit elektrotechnischer Wahnsinn, aber für einen BWLer einfacher mit dem Original zu vergleichen.

Was sich bisher ergeben hat. Neue Datei liegt hier ab: https://wetransfer.com/downloads/19e927 ... 640/3ddb29

1.) Die 22uF Elkos vor dem OPV werde ich durch Polymer Elkos von KEMET mit 47uF ersetzen (PS: Ganz brandneue Panasonic Polymere sind im Zulauf, aber mit Lieferzeit erst im Juli/August).

2.) Die Kerkos habe ich auf Ratschlag von René neu benannt. Leider sind mir eben die Originalbezeichnungen nicht bekannt. Daher ging das nur für die beiden 100pF und den 47nF. Hier direkt meine neuen Frage:
2a.) 100pF: Können bzw. sollten diese durch SMD MLCCs ersetzt werden, oder sind die klassischen Trough Hole ebenbürtig?
2b.) 47nF: Auf Anraten von Noel habe ich 100nF SMD Kerkos direkt an die OPV Pins platziert. Wird der 47nF dann noch benötigt oder kann der raus?
2c.) C0G als Dielektrikum habe ich gewählt, Danke für den Tipp.

3.) Die 47uF biploaren Elkos kann ich nicht durch Folien ersetzen. Der Bauraum ist leider begrenzt und ich habe gerade noch einen Millimeter Platz bis zu nächten Platine. Das wird leider nix. Es werden wohl die Visaton bleiben müssen, denn die Mundorf ECAP100 bekomme ich ebenfalls nicht mit ihrem 40mm Länge auf der Platine unter.

4.) Alle Leiterbahnen sind in 1,5mm ausgeführt. Front und Back mit Ground aufgefüllt und mit Vias verbunden.

4a.) Müssen die Signalbahnen in kleinerer Strichstärke ausgeführt werden oder kann das so bleiben?

Ich freue mich auf eurer Feedback ;-)
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NNEU
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Beitrag von NNEU »

Hi Schlaudi,
2a.) 100pF: Können bzw. sollten diese durch SMD MLCCs ersetzt werden, oder sind die klassischen Trough Hole ebenbürtig?
Wenn du SMD gegenüber nicht abgeneigt bist, würde ich noch viel mehr dadurch ersetzen.


lad doch am besten mal das KiCad Projekt hoch, dann ist es einfacher daran zu arbeiten.

Auf die restlichen Punkte gehe ich danach ein.

Viele Grüsse,
Noel
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Ralph Berres
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Beitrag von Ralph Berres »

In dem Downlowd fällt mir auf das hier ein NE5534 verwendet worden ist, welches nachträglich in NE5532 umbenannt wurde.

Weiterhin hängt Pin3 in der Luft. das kann so nicht sein.

Bei Laden eines NE5532 Bauteiles ins Schaltbild müssten zwei mal das Symbol erscheinen . Einmal NE5532A und einmal NE5532B mit jeweils verschiedene Pinbeschriftungen.

Hier wird man auf jeden Fall nochmal Hand anlegen müssen.

Ralph Berres
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