Solución del ruido de entrada

Question

Construí un circuito muy sencillo para poder utilizar mis auriculares Bose en la ruidosa sala de servidores sin gastar pilas. Sin embargo, me siento tonto porque no sabía lo ruidosa que era la alimentación USB, por lo que la alimentación V(L) es demasiado ruidosa para que los auriculares funcionen correctamente.

Estoy bastante seguro de que sólo necesito un inductor en la entrada, ¿verdad? ¿Es eso todo? Si eso es realmente todo lo que necesito, me preguntaba si alguien podría proporcionarme un ejemplo de diseño adecuado con la idea de abordar el ruido de entrada en general, ya que es algo que nunca aprendí a abordar.

Answer 1

Depende mucho de cuál sea la banda de frecuencia de su ruido. Para el ruido de HF se suele utilizar perlas de ferrita . Por ejemplo, el Murata BLM18PG221SN1 tiene una resistencia de CC de sólo 100 mΩ pero una impedancia de 220 Ω a 100 MHz.

Si puedes oír el ruido no será de 100 MHz, a menos que sea el resultado de una mezcla con una frecuencia en ese rango, de modo que se produzcan frecuencias de diferencia. Supongamos que está en la banda de audio, hasta 20 kHz. Querrás filtrarla. El condensador es una forma, y puedes mejorarla colocando un 10 nF en paralelo a cada uno de ellos. Pero los condensadores por sí mismos son pobres filtros. Sólo forman una carga para la línea de alimentación, lo que necesitas es una segunda impedancia que divida el ruido en combinación con el condensador.

Una posibilidad es una resistencia en serie. Eso le da un filtro de paso bajo de primer orden con un roll-off de 20 dB/década. Esto significa que por encima de la frecuencia de corte el ruido se reducirá a 1/10 por cada x10 en frecuencia. Es un comienzo. ¿Cómo de baja debe ser la frecuencia de corte? Lo más baja posible, ya que las frecuencias más altas se atenuarán más. Por ejemplo, para 1 Hz tienes

\$ RC = \dfrac{1}{2 \pi f_C} = 0.159 s \$

Con un condensador de 1000 µF sería una resistencia de 159 Ω. Ese es un valor alto, incluso para los 3 mA causaría una caída de 480 mV . Un poco demasiado quizás. Moviendo nuestra frecuencia de corte a 10 Hz disminuiría ese valor a 15,9 Ω. El condensador de 1000 µF necesitará de nuevo algo de compañía de los sobrinos de 1 µF y 100 nF. ¿Qué ganaremos con esto? El ruido de 1 kHz se atenuará en 40 dB, es decir, 100 veces. Esa es la curva azul.

Al conectar en cascada los filtros RC se puede aumentar el roll-off. La curva púrpura tiene un roll-off de 40 dB/década. Sin embargo, no obtendrás esta característica con el punto de corte agudo con filtros pasivos. Esta es la característica de un filtro Butterworth de segundo orden activo. El filtro pasivo también tendrá una atenuación a 10 Hz, pero en nuestro caso no tiene nada de malo.

Otros filtros son filtros pi con dos condensadores y un inductor, pero a frecuencias tan bajas como 1 de 10 Hz el inductor será poco práctico.

Answer 2

Para mí no se trata del ruido del USB o del regulador utilizado en la fuente de alimentación del USB del portátil, sino de la capacidad del periférico USB para amplificar una señal de micrófono baja en presencia de un alto ruido de modo común en el cargador de la batería del portátil.

Para probar esta teoría, hay dos métodos sencillos.

1. retire el adaptador de alimentación de CA
2. Conecte el puerto de vídeo externo a una pantalla LCD que esté conectada a tierra.
3. Ponga la mano alrededor del micrófono y la otra mano en el monitor o en la conexión a tierra,

Si no se trata de un PC, sino de un Mac o algún otro aparato de sonido USB, entonces la opción 2. significa conectar la tierra del dispositivo a la tierra de CA o de vídeo.

Si cualquiera de estas pruebas falla, entonces la causa no es la entrada de fugas a través del transformador reductor que causa un voltaje de modo común de alta impedancia en el micrófono y se conduce desde el puerto USB del dispositivo con una condición de falla. La mayoría de los DSP rechazan el ruido conducido en 40~60dB.

Por favor, indique en cualquiera de estas pruebas pasar para eliminar el zumbido.