Rumore dell'alimentazione in audio

Ho sicuramente un problema classico per quanto riguarda il rumore e l'audio di commutazione dell'alimentazione, ma non sono in grado di ordinare il mito dalla realtà riguardo a ciò che ho trovato finora sull'argomento.

Impostare:

1. Ho un notebook con alimentatore esterno e / o batteria
2. Un ricevitore radio che ha il proprio alimentatore (cioè non alimentato dal notebook SMPS)
3. il radioricevitore invia un segnale audio nella linea di ingresso del notebook
4. il ricevitore radio è controllato dal notebook tramite RS232 (sintonizzazione, ecc.)

Problema:

• Se scollego il notebook dall'alimentazione e lo eseguo dalla batteria, tutto funziona perfettamente
• Ma se uso il notebook SMPS, sento un tremendo rumore nell'audio

Qualcuno può dirmi dove è probabile che si trovi il problema? Si parla molto dei circuiti di massa, ma ho difficoltà a credere che esistano davvero in un'installazione così piccola.

Ho ragione a presumere che si tratti probabilmente di un problema di livello del suolo variabile nel notebook e del fatto che l'ingresso line-in del notebook non sia differenziale? O c'è una spiegazione più probabile?

Qual è la soluzione migliore? Utilizzare un opamp per costruire un amplificatore di ingresso differenziale e alimentare la sua uscita alla linea? Cosa uso come riferimento a terra per l'opamp?

Soluzioni proposte nei commenti e nelle risposte

Dalle risposte sembrerebbe che ci siano due possibili problemi: 1. loop di massa e 2. pickup RF dall'SMPS esterno nel cavo audio.

Le soluzioni suggerite sono:

1. Soluzione di amplificatore differenziale. Vantaggi e svantaggi?
2. Kortuk: combatti il ​​pickup RF dall'SMPS nel collegamento audio con uno schermo collegato a terra. Vantaggio: soluzione invisibile; Svantaggio? Domanda: non aiuta con eventuali anelli di massa?
3. Russell McMahon: trasformatore audio nella linea audio. Vantaggio: semplice; Svantaggio: risposta in frequenza non facile da reperire, costosa o scarsa. Domanda: questo aiuta con il pickup RF nella linea audio?
4. Russell McMahon: blocca i ferriti EMC sulla linea audio per combattere il pickup RF. Non aiuta contro i loop di terra. Domanda: questo aiuta con il rumore nella gamma udibile? Ho capito che i ferriti aiutano solo a filtrare frequenze molto alte.
5. David Kessner e Mary: messa a terra del notebook. Questo evita il rumore CM a terra. Vantaggio: economico, semplice; Svantaggio: filo aggiuntivo da gestire. Domanda: combatte entrambi i pickup RF (se l'audio-terra viene deviato) ed evita i loop di terra?
6. Mary: assorbitore di ferrite attorno alla linea DC del notebook e strozzature RF CM nella linea audio e RS232. Svantaggio: elevato numero di componenti e sforzo con gli strozzatori RF CM. Non impedisce gli anelli di massa.

Il problema è comune a questo tipo di sistema audio. Scommetto che se guardassi lo spettro del rumore vedresti 60 Hz più molte delle frequenze armoniche (120 Hz, 180 Hz, 240 Hz, ecc.). Il fatto che sia più di 60 Hz, o 50 Hz in alcuni paesi, è un indicatore del fatto che non si tratta solo di semplici anelli di massa.

Scommetto anche che l'alimentatore del tuo laptop ha solo una presa CA a 2 poli, priva della terza presa di terra.

In questo tipo di alimentazione, l'uscita è isolata elettricamente dall'ingresso CA. Ma non è perfettamente isolato. C'è una piccola quantità di corrente che scorre tra la barriera di isolamento. Questa è chiamata "corrente di dispersione". Non è molta corrente, ma non deve esserlo.

Alcuni utenti di laptop segnalano di essere scioccati o di avere una sensazione di formicolio alle gambe quando usano il laptop mentre indossano pantaloncini! La ragione di ciò è che la corrente di dispersione passa attraverso le viti nella parte inferiore del laptop e nelle loro gambe. Sembra pericoloso, ma la quantità di corrente è ben al di sotto del limite di sicurezza. È più sorprendente di ogni altra cosa. Se indossi i pantaloni, sei isolato.

I caricabatterie per laptop che hanno il 3 ° polo sulla spina CA non presentano questo problema perché quella terza spina collega la schermatura del telaio del laptop a terra, forzando la corrente di dispersione a terra anziché a una gamba. Naturalmente, non ci sono perdite se si sta esaurendo le batterie.

Nel tuo caso, la corrente di dispersione non va solo nella tua gamba, ma nel tuo ricevitore radio. La soluzione a questo è mettere a terra correttamente il tuo laptop.

Dovrai sperimentare un po 'questo per trovare la soluzione migliore. Ottenere un alimentatore con una spina CA a 3 poli è il migliore, ma non sempre possibile. L'opzione successiva è trovare qualcosa sul tuo laptop che puoi mettere a terra. Crea un adattatore da quel terzo polo a "qualcosa". Quel qualcosa potrebbe essere la terra del segnale sul cavo di uscita dell'alimentatore. Potrebbe essere una vite sul laptop. O uno scudo su un connettore per laptop non utilizzato. O la terra / schermatura sul cavo audio.

Crea quell'adattatore a 3 punte, ma lascia l'altra estremità nuda per il momento. Quindi inizia a frugarlo per vedere se o dove è possibile collegarlo e fare in modo che il rumore scompaia. Una volta trovato un posto o due, quindi completare l'adattatore in modo che sia facile da usare.

Due avvertimenti quando lo fai: assicurati che tutto ciò che stai radicando sia effettivamente macinato! Sull'uscita dell'alimentatore, assicurarsi di mettere a terra il conduttore negativo o gnd. E quando cerchi in giro, capisci che potresti davvero dover colpire un po 'forte. Sia il filo nudo che qualunque cosa tu stia colpendo probabilmente avrà un sottile strato di materiale non conduttivo su di esso, e devi applicare abbastanza forza per colpire attraverso di esso. Lo sfregamento a volte aiuta anche. Lo strato non conduttivo è talvolta verniciato su viti o un ossido (ruggine) sui metalli.

Oops, ecco un terzo avvertimento: fai molta attenzione quando realizzi l'adattatore per 3 ° polo. Stai scherzando con tensioni potenzialmente letali e non vogliamo che tu muoia. Costruire l'adattatore in modo tale che non vi sia alcuna possibilità di guasto e cortocircuito verso uno degli altri due conduttori nella spina CA.

Provalo e riporta indietro quello che hai trovato!

Diverse possibilità, e forse più contemporaneamente.

Kortuk sta osservando il rumore SMPS, che è una cosa valida da guardare.

Un loop di massa e un pickup RF possono esistere molto felicemente in un sistema di quelle dimensioni. Quando guardi le dimensioni del loop fisico che potrebbe essersi formato, vedrai che è grande rispetto alle dimensioni che verrebbero utilizzate per una bobina di pickup del segnale irradiato a RF e persino a frequenze smps. E un loop di terra non deve necessariamente essere molto grande fisicamente - la sua "dimensione" non viene misurata in dimensioni fisiche ma nell'entità dell'impedenza comune nel terreno comune che condividono due sottosistemi e nella corrente del segnale che passa attraverso la resistenza. V = I x R.
V_ground_loop ~ = Signal_current x R_common_in_shared_ground_lead

È possibile inserire interruttori di messa a terra: sono semplici da realizzare e sono costituiti dall'equivalente elettromagnetico dell'amplificatore differenziale identificato correttamente come una possibile soluzione.

Per "interrompere il loop" inserire un trasformatore audio 1: 1 nel circuito del segnale audio che sta chiudendo il loop per motivi - In questo caso = ricevitore radio sul notebook. Dico 1: 1 se il circuito esiste e non si desidera influenzare i livelli, ma è possibile utilizzare utilmente 1: N o N: 1 a seconda del circuito complessivo. È possibile ottenere trasformatori audio "radio a transistor" di vari rapporti di virata dalle case di smaltimento o dai venditori di componenti del mercato amatoriale. Questi saranno spesso a basso costo. In mancanza, puoi sacrificare una vecchia radio a transistor adatta. Se hai solo trasformatori 1: N e ne hai diversi "nella junk box" puoi collegare questi 1: N a N: 1 dando 1: 1 in totale.

Oltre allo schermo a lamina di Kortuk puoi provare a fissare o agganciare i ferriti EMC che vengono spesso forniti con nuovi apparecchi con funzioni RF e audio.