Bruit d'alimentation en audio

J'ai ce qui est sûrement un problème classique en ce qui concerne le bruit de commutation d'alimentation et l'audio, mais je ne suis pas en mesure de distinguer le mythe de la réalité en ce qui concerne ce que j'ai trouvé jusqu'à présent sur le sujet.

Installer:

1. J'ai un ordinateur portable avec une alimentation externe et / ou une batterie
2. Un récepteur radio qui a sa propre alimentation (c'est-à-dire qui n'est pas alimenté par un ordinateur portable SMPS)
3. le récepteur radio envoie un signal audio dans l'entrée ligne du portable
4. le récepteur radio est contrôlé par le notebook via RS232 (tuning, etc.)

Problème:

• Si je débranche le portable de son alimentation et le fait fonctionner sur batterie, tout fonctionne parfaitement
• Mais si j'utilise le notebook SMPS, j'entends une énorme quantité de bruit dans l'audio

Quelqu'un peut-il me dire où le problème est susceptible de se situer? On parle beaucoup de boucles de masse mais j'ai du mal à croire qu'elles existent vraiment dans une installation aussi petite.

Ai-je raison de supposer qu'il s'agit probablement d'un problème de niveau de sol variable dans le notebook et du fait que l'entrée ligne du notebook n'est pas différentielle? Ou y a-t-il une explication plus probable?

Quelle est la meilleure solution? Utiliser un ampli-op pour construire un amplificateur d'entrée différentiel et envoyer sa sortie à la ligne? Que dois-je utiliser comme référence au sol pour l'ampli-op?

Solutions proposées dans les commentaires et réponses

D'après les réponses, il semblerait qu'il y ait deux problèmes possibles: 1. boucles de masse et 2. Capteur RF provenant du SMPS externe dans le fil audio.

Les solutions suggérées sont:

1. Solution d'amplificateur différentiel. Avantages désavantages?
2. Kortuk: Combattez le capteur RF du SMPS dans la liaison audio avec un blindage mis à la terre. Avantage: solution invisible; Désavantage? Question: n'aide pas avec les boucles de masse?
3. Russell McMahon: Transformateur audio dans la ligne audio. Avantage: simple; Inconvénient: pas facile à trouver, réponse en fréquence coûteuse ou médiocre. Question: est-ce que cela aide à capter les RF dans la ligne audio?
4. Russell McMahon: fixez des ferrites CEM sur la ligne audio pour lutter contre le captage RF. N'aide pas contre les boucles de masse. Question: est-ce que cela aide avec le bruit dans la plage audible? J'ai cru comprendre que les ferrites ne contribuent qu'à filtrer les très hautes fréquences.
5. David Kessner & Mary: Mettre le cahier à la terre. Cela dérive le bruit CM vers la terre. Avantage: bon marché, simple; Inconvénient: fil supplémentaire à manipuler. Question: combat à la fois la captation RF (si la masse audio est shuntée) et évite les boucles de masse?
6. Mary: absorbeur de ferrite autour de la ligne DC vers le portable et les selfs RF CM dans la ligne audio et les lignes RS232. Inconvénient: nombre élevé de composants et effort avec les selfs RF CM. N'empêche pas les boucles de masse.

Le problème est commun à ce type de système audio. Je parierais que si vous regardiez le spectre de bruit, vous verriez 60 Hz plus la plupart des fréquences harmoniques (120 Hz, 180 Hz, 240 Hz, etc.). Le fait qu'elle dépasse 60 Hz, ou 50 Hz dans certains pays, indique qu'il ne s'agit pas de simples boucles de masse.

Je parierais également que l'alimentation de votre ordinateur portable n'a qu'une prise CA à 2 broches - sans la troisième prise de terre.

Dans ce type d'alimentation, la sortie est isolée électriquement de l'entrée AC. Mais ce n'est pas parfaitement isolé. Il y a une petite quantité de courant qui circule entre la barrière d'isolement. C'est ce qu'on appelle le "courant de fuite". Ce n'est pas beaucoup de courant, mais ce n'est pas obligatoire.

Certains utilisateurs d'ordinateurs portables rapportent avoir été choqués ou avoir des picotements dans les jambes lorsqu'ils utilisent l'ordinateur portable tout en portant un short! La raison en est que le courant de fuite passe à travers les vis au bas de l'ordinateur portable et dans leurs jambes. Cela semble dangereux, mais la quantité de courant est bien inférieure à la limite de sécurité. C'est plus surprenant qu'autre chose. Si vous portez un pantalon, vous êtes isolé.

Les chargeurs pour ordinateur portable qui ont la 3ème broche sur la fiche AC n'ont pas ce problème parce que cette troisième fiche connecte le blindage du châssis de l'ordinateur portable à la terre - forçant ce courant de fuite à aller à la terre plutôt que dans votre jambe. Bien sûr, il n'y a pas de fuite si vous manquez de piles.

Dans votre cas, le courant de fuite ne va pas seulement dans votre jambe, mais dans votre récepteur radio. La solution est de mettre correctement à la terre votre ordinateur portable.

Vous devrez l'expérimenter un peu pour trouver la meilleure solution. Obtenir une alimentation électrique avec une prise CA à 3 broches est le meilleur, mais pas toujours possible. L'option suivante consiste à trouver quelque chose sur votre ordinateur portable que vous pouvez mettre à la terre. Faites un adaptateur de cette 3ème broche à "quelque chose". Ce quelque chose pourrait être la masse du signal sur le câble de sortie de votre alimentation. Ce pourrait être une vis sur l'ordinateur portable. Ou un bouclier sur un connecteur d'ordinateur portable inutilisé. Ou le sol / blindage de votre câble audio.

Faites cet adaptateur à 3 broches, mais laissez l'autre extrémité nue pour le moment. Ensuite, commencez à le fouiller pour voir si ou où vous pouvez le connecter et faire disparaître le bruit. Une fois que vous avez trouvé un endroit ou deux, terminez l'adaptateur pour qu'il soit facile à utiliser.

Deux avertissements lors de cette opération: assurez-vous que tout ce que vous mettez à la terre est réellement à la terre! Sur la sortie de l'alimentation, assurez-vous de mettre à la terre le conducteur négatif ou gnd. Et lorsque vous fouinez, comprenez que vous devrez peut-être pousser un peu fort. Le fil nu et tout ce que vous piquez auront probablement une fine couche de matériau non conducteur dessus, et vous devez appliquer suffisamment de force pour le traverser. Le frottement aide parfois aussi. La couche non conductrice est parfois de la peinture sur vis ou un oxyde (rouille) sur les métaux.

Oups, voici un troisième avertissement: soyez très prudent lorsque vous faites cet adaptateur à 3 broches. Vous jouez avec des tensions potentiellement mortelles et nous ne voulons pas que vous mouriez. Construisez l'adaptateur de manière à ce qu'il n'y ait aucune possibilité de défaillance et de court-circuit contre l'un des deux autres conducteurs de la prise secteur.

Essayez et rapportez ce que vous avez trouvé!

Plusieurs possibilités, et peut-être plusieurs à la fois.

Kortuk se penche sur le bruit SMPS, ce qui est une chose valable à regarder.

Une boucle de masse et un capteur RF peuvent tous deux très bien exister dans un système de cette taille. Lorsque vous regardez la taille de la boucle physique qui peut avoir été formée, vous verrez qu'elle est grande par rapport aux dimensions qui seraient utilisées pour une bobine de détection de signal rayonnée à RF et même à des fréquences smps. Et une boucle de masse n'a pas besoin d'être très grande physiquement - sa "taille" n'est pas mesurée en dimensions physiques mais en magnitude de l'impédance commune dans la masse commune que deux sous-systèmes partagent et dans le courant de signal traversant la résistance. V = I x R.
V_ground_loop ~ = Signal_current x R_common_in_shared_ground_lead

Vous pouvez insérer des disjoncteurs de boucle de terre - ils sont simples à bricoler et consistent en l'équivalent électromagnétique de l'amplificateur différentiel que vous avez correctement identifié comme une solution possible.

Pour "rompre la boucle", insérez un transformateur audio 1: 1 dans le circuit de signal audio qui ferme la boucle pour des motifs - Dans ce cas = récepteur radio vers ordinateur portable. Je dis 1: 1 si le circuit existe et que vous ne souhaitez pas affecter les niveaux, mais vous pouvez utilement utiliser 1: N ou N: 1 selon le circuit global. Vous pouvez obtenir des transformateurs audio "radio transistor" de différents rapports de spires auprès des maisons d'élimination ou des vendeurs de composants du marché amateur. Celles-ci seront souvent peu coûteuses. A défaut, vous pouvez sacrifier une vieille radio transistor adaptée. Si vous n'avez que des transformateurs 1: N et que vous en avez plusieurs "dans la boîte indésirable", vous pouvez câbler ces 1: N en N: 1 en donnant 1: 1 dans l'ensemble.

En plus de l'écran en aluminium de Kortuk, vous pouvez essayer une pince ou une boucle à travers des ferrites CEM qui sont souvent fournis avec de nouveaux appareils avec des fonctions RF et audio.