Шум імпульсного перемикання струму заземлення - Обмін стеками

У мене є одне джерело живлення на 12 В, це звуковий підсилювач класу D на 12 В (Tripath TA2020, модель 'SMSL SA-36') ( C. ), і дуже дешевий перетворювач режиму перемикання з 12В на 5В і 2 А. ( А. ). 5 В забезпечує живлення невеликого комп'ютера, який генерує звук ( B. ). Заземлення 12 В і 5 В з'єднані між собою на вхідному розетці 12 В. Загальне споживання енергії 12 В становить від 0,5 А до 1,0 А.

Коли я отримую аудіо з комп’ютера ( B. ) на підсилювач ( C. ) (стерео міні-роз'єм на стороні комп'ютера, незбалансовані входи чинчу на стороні підсилювача), я чую тонну звуків перемикання (звучить як активність процесора/оперативної пам'яті/тощо). на колонках, підключених до підсилювача. Якщо у мене є навушники ( Д., показано лише один канал), паралельно входам підсилювача, я чую перемикання звуків на навушниках. Коли я вимикаю підсилювач на каналі, шум перемикання на цьому каналі зникає в навушниках (які все ще підключені до комп’ютера).

Що тут відбувається? Чи є у мене петля заземлення? Як я можу від цього позбутися? Відрізати кабель заземлення до заглушок? Використовувати ізоляційні трансформатори для аудіо? Щось відфільтрувати? Викиньте перетворювач 12 В на 5 В і отримайте кращий?

Редагувати додані деталі підсилювача, незбалансований вхід, опис шуму перемикання, схема.

відповісти

В основному, ви хочете зробити це:

Вихід комп’ютера, ймовірно, незбалансований і прив’язаний до землі комп’ютера, в якій протікає безліч колючих і галасливих струмів (пошук головки жорсткого диска, оновлення дисплея, сплесків доступу до пам’яті тощо). Через (дуже малий, але обмежений) опір слідів заземлення це означає, що земля комп’ютера має шумну напругу щодо заземлення підсилювача потужності. Коли підсилювач потужності вимірює сигнал комп'ютера відносно власного заземлення, ця шумна різниця заземлення накладається на сигнал. На вихідному каскаді, ймовірно, буде диференціальний вхід (будь ласка, вкажіть, що ви використовуєте для вихідного каскаду), який ви можете використовувати для компенсації цього шуму.

Ви хочете, щоб негативний вхід ступеня потужності був повністю ізольований від землі ступеня потужності. Натомість його слід підключити безпосередньо до вихідного заземлення комп'ютера. Таким чином, підсилювач потужності вимірює різницю між виходом комп’ютера та масою комп’ютера, яка є безшумною. В іншому випадку заземлення підсилювача потужності та комп'ютера повинно бути ізольованим один від одного і підключеним один до одного лише в точці заземлення зірки поблизу джерела живлення. Ви точно не хочете, щоб струми землі від комп’ютера обходили землю, яку попередній підсилювач використовує як еталон.

Якщо підсилювач класу D не пропонує диференціальний вхід, ви можете зробити його з операційним підсилювачем у конфігурації диференціального підсилювача .

Rg підключений до заземлення вихідного каскаду, V1 до заземлення комп'ютера, V2 до сигналу від комп'ютера і Vout до входу вихідного каскаду.

Не відображається у Вікіпедії:

Ви повинні мати компенсаційний конденсатор паралельно Rf, щоб уникнути коливань.
Вам слід додати однаковий конденсатор паралельно Rg, щоб підтримувати загальний режим відхилення на всіх частотах.
Використовуйте резистори 1% або краще.

У вас є проблема зсуву землі. В основному, ви не розрізняєте струм заземлення та сигнал заземлення, тому до сигналу додається зміщена напруга через струм.

Якісне обґрунтування - це нетривіальна тема, і часто немає простої відповіді, особливо після факту.

Важко було б точно описати, що робити, навіть маючи хороші схеми налаштування. Так чи інакше, вам потрібно запобігти тому, щоб струми зворотного струму протікали через кабель, який є опорним сигналом 0 В між комп’ютером та підсилювачем класу D. Одним із варіантів буде використання окремого ізольованого джерела живлення для кожного пристрою, а потім підключення заземлення лише до подачі сигналу. Оскільки кожна сторона ізольована, через з'єднання не буде протікати зворотний струм. Якщо пристрої не мають окремих підключень заземлення сигналу, і ви не можете у них прорватися, тоді вам доведеться розглядати їх як чорні ящики, а окремі ізольовані джерела живлення - це майже найкращий спосіб.

Вибачте, якщо не бути більш конкретним, але насправді це досить складна проблема. Щоб зробити кращі пропозиції, потрібно було б знати ще багато деталей налаштування.

Додано:

Я дав вам відповідь, але я бачу, що ви відредагували свою публікацію, щоб в основному знову запитати те саме.

Дозвольте мені бути більш чітким: ваша установка принципово недосконала. Поганою ідеєю було підключати блок живлення таким чином, оскільки це призведе саме до проблеми, яку ви бачите. Деякі можливі рішення:

Використовуйте окремі адаптери живлення для комп'ютера та підсилювача та підключайте землю лише одним аудіокабелем. Це те, що я запропонував вище, але ви, мабуть, це пропустили.

Використовуйте аудіотрансформатор між комп’ютером та підсилювачем. Це запропонував Тім, але ви, мабуть, теж пропустили це.

Нехай комп'ютер надсилає дані цифровим способом, який потім легко виділити. Отримайте підсилювач, який може обробляти цифрові дані, або додайте цифровий сигнал перед підсилювачем. Хоча це працювало б теоретично, це досить довгий шлях, щоб обійти те, що зовсім не повинно бути таким.

Додано 2:

Схема допомагає. Ваш експеримент із навушниками показує, що деякі струми зворотного заземлення від джерела живлення 5 В проходять крізь землю на аудіокабелі. Цього слід уникати.

Чому не можна подавати окремий джерело живлення 5 В від джерела 12 В? З’єднайте два шнури живлення разом, щоб у вас була вилка живлення, якщо ви цього забажаєте. Чому важливо, щоб 5 В надходило безпосередньо від джерела змінного струму, що збігається з джерелом живлення 12 В постійного струму до підсилювача? Перевага полягає в тому, що джерела живлення постійного струму 5 В достатні та дешеві.

Якщо вам дійсно потрібно запустити комп’ютер на 12 В постійного струму, придбайте ізольований перетворювач постійного струму. Вони існують, але не такі вже й рясні та дешеві.

Ви також можете спробувати ідею Тіма і скористатися аудіотрансформатором. Будьте обережні з ємнісним зчепленням і враховуйте характеристики частоти та імпедансу. Однак, якщо все зробити правильно, шум слід значно зменшити.

Олін правий, ваша проблема складна.

Однак конкретна відповідь неможлива .

Ізоляція звуку, ймовірно, спрацює. З цієї причини професійні аудіопристрої використовують збалансовані сигнали замість однобічних сигналів, які виробляє ваш ПК.

Трансформатор аудіоізоляції - це перший порт виклику. Навіть дешевий пристрій, ймовірно, може помітно змінити ситуацію, оскільки у вас так багато шуму.

Якщо у вашому сміттєвому ящику є старий аудіотрансформатор, спробуйте.