Шум на захранването при превключване на земната верига - Обмен на стекове

Имам единично 12v захранване, което е 12v аудио усилвател клас D (Tripath TA2020, модел 'SMSL SA-36') ( ° С. ), и много евтин преобразувател на режим на превключване от 12V на 5V и 2 А. ( А. ). 5V осигурява захранване на малък компютър, който генерира звук ( Б. ). Заземяването 12 V и 5 V са свързани помежду си във входния контакт 12 V. Общата консумация на енергия от 12 V е от 0,5 A до 1,0 A.

Когато получа звука от компютър ( Б. ) към усилвател ( ° С. ) (стерео мини-жак от страната на компютъра, небалансирани входове на чинча от страна на усилвателя), чувам тон на превключващи шумове (звучи като CPU/RAM/и т.н. активност). на високоговорителите, свързани към усилвателя. Ако имам слушалки ( Д., показан е само един канал) успоредно на входовете на усилвателя, чувам превключващи шумове на слушалките. Когато изключа усилвателя на канал, шумът от превключването на този канал изчезва в слушалките (които все още са свързани към компютъра).

Какво става тук? Имам ли заземен контур? Как да се отърва от него? Да отрежете заземителния кабел към щепселите? Използвайте изолационни трансформатори за аудиото? Филтрирайте нещо? Изхвърлете 12V към 5V конвертор и вземете по-добър?

редактиране добавени подробности за усилвателя, небалансиран вход, описание на шума при превключване, диаграма.

отговор

По принцип искате да направите това:

Изходът на компютъра вероятно е небалансиран и обвързан с компютърната земя, която има много бодливи шумни течения, които преминават през него (търсят глави на твърдия диск, актуализации на дисплея, пакети за достъп до паметта и т.н.). Поради (много малкото, но ограничено) съпротивление на земните следи, това означава, че земята на компютъра има шумно напрежение спрямо земята на усилвателя. Когато усилвателят на мощност измерва компютърния сигнал спрямо собствената му земя, тази шумна разлика в земята се наслагва върху сигнала. Изходният етап вероятно ще има диференциален вход (моля, посочете какво използвате за изходния етап), който можете да използвате, за да компенсирате този шум.

Искате отрицателният вход на усилвателя да бъде напълно изолиран от земята на усилвателя. Вместо това той трябва да бъде свързан директно към изходното заземяване на компютъра. По този начин усилвателят на мощност измерва разликата между изхода на компютъра и масата на компютъра, която е без шум. В противен случай заземяването на усилвателя на мощност и компютъра трябва да бъдат изолирани един от друг и свързани един с друг само в звездна точка на заземяване близо до захранването. Определено не искате земните токове от компютъра да заобикалят земя, която предусилвателят използва като еталон.

Ако усилвателят от клас D не предлага диференциален вход, можете да го направите с операционен усилвател в конфигурацията на диференциалния усилвател .

Rg е свързан към земята на изходния етап, V1 към земята на компютъра, V2 към сигнала от компютъра и Vout към входа на изходния етап.

Не се показва в Уикипедия:

Трябва да имате компенсационен кондензатор паралелно с Rf, за да избегнете трептенията.
Трябва да добавите идентичен кондензатор успоредно с Rg, за да поддържате отхвърляне на общ режим на всички честоти.
Използвайте 1% или по-добри резистори.

Имате проблем с компенсирането на земята. По принцип не правите разлика между текущата земя и сигналната земя, така че към сигнала се добавя компенсирано напрежение поради тока.

Доброто заземяване не е маловажна тема и често няма лесен отговор, особено след факта.

Би било трудно да се опише точно какво да се прави, дори и с добри диаграми на вашата настройка. По един или друг начин, трябва да предотвратите протичането на обратните токове на захранването през кабела, който е 0V сигнал за сигнал между компютъра и усилвателя от клас D. Единият вариант би бил да се използва отделно изолирано захранване за всяко устройство и след това да се свърже земята само към подаването на сигнал. Тъй като всяка страна е изолирана, през връзката няма да протичат обратни токове. Ако устройствата нямат отделни връзки за заземяване на сигнала и не можете да проникнете в тях, трябва да ги третирате като черни кутии, а отделните изолирани захранвания са почти най-добрият начин.

Извинете, че не съм по-конкретен, но всъщност това е доста сложен проблем. Трябва да бъдат известни много повече подробности за настройката, за да се направят по-добри предложения.

Добавено:

Дадох ви отговор, но виждам, че сте редактирали публикацията си, за да попитате отново същото.

Позволете ми да бъда по-ясен: вашата настройка е коренно погрешна. Лоша идея беше да свържете захранването по този начин, тъй като това ще доведе точно до проблема, който виждате. Някои възможни решения:

Използвайте отделни захранващи адаптери за компютъра и усилвателя и свързвайте земята само с един аудио кабел. Това съм предложил по-горе, но явно сте го пропуснали.

Използвайте аудио трансформатор между компютъра и усилвателя. Това беше предложено от Тим, но явно и вие сте пропуснали това.

Нека компютърът изпрати данните цифрово, което след това е лесно да се изолира. Вземете усилвател, който може да обработва цифрови данни или добавете D/A пред усилвателя. Въпреки че това би работило на теория, това е доста дълъг път, за да заобиколите нещо, което изобщо не би трябвало да бъде такова.

Добавено 2:

Диаграмата помага. Вашият експеримент със слушалките показва, че някои от земните възвратни токове от 5V захранващо напрежение преминават през земята по аудио кабела. Това трябва да се избягва.

Защо не е възможно да захранвате отделно 5 V захранване от 12 V захранване? Свържете двата захранващи кабела заедно, така че да имате захранващ щепсел, ако желаете. Защо е важно 5V да идват директно от променливотоковото захранване, което е същото като 12V постояннотоковото захранване на усилвателя? Предимството е, че 5V постояннотокови доставки са в изобилие и евтини.

Ако наистина трябва да стартирате компютъра си на 12 VDC, вземете изолиран DC-DC преобразувател. Те съществуват, но не са толкова много и евтини.

Можете също така да опитате идеята на Тим и да използвате аудио трансформатор. Внимавайте с капацитивното свързване и обърнете внимание на спецификациите за честота и импеданс. Ако обаче се направи правилно, шумът трябва да се намали значително.

Олин е прав, проблемът ви е сложен.

Конкретен отговор обаче не е възможен .

Изолирането на звука вероятно ще работи. Поради тази причина професионалните аудио устройства използват балансирани сигнали вместо еднократни сигнали, които вашият компютър произвежда.

Аудио изолационният трансформатор е първият порт за повикване. Дори евтиното устройство вероятно ще направи забележима разлика, тъй като имате толкова много шум.

Ако имате стар аудио трансформатор във вашата боклука, опитайте.