Conexión a tierra para PCB adaptador estéreo del automóvil

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He construido un adaptador de audio para el sistema estéreo del coche. Contiene un microcontrolador, un conector para sistema estéreo (algunos pines de datos y salida de audio de nivel de línea), módulo de audio Bluetooth (RN52) y conector de alimentación.

Lo he probado con éxito con una fuente de alimentación flotante independiente y el ruido del audio está dentro de mis expectativas.

Sin embargo, cuando enciendo el adaptador con una fuente de alimentación a la que también se hace referencia al amplificador de audio / sistema de altavoces, escucho un ruido significativo. Esto sucede en el automóvil, pero también escucho el mismo problema en mi escritorio, si enciendo la PCB desde el puerto USB de la PC, y el sistema de altavoces también está referenciado a mi PC.

Sospecho que hay problemas con la conexión a tierra en mi PCB. Cuando lo diseñé, no presté mucha atención al enrutamiento de los pines GND de los módulos / circuitos integrados utilizados. Confié en tener rellenos de tierra en ambos lados de la PCB.

Esta es una descripción general de alto nivel del PCB que hice:

Recuerdohaberescuchadosobreelconceptode"estrella de tierra", donde todos los puntos de tierra deben conectarse en un solo lugar, conector de entrada de alimentación.

Laspreguntasson:

1)¿Quétanaplicableeslaconexiónatierraenestrellasihayvariosconectores(cadaunoconuncabledeconexiónatierraseparado),quepueden,ono,estarhaciendoreferenciaaunaconexiónatierra"común" en alguna otra parte?

2) ¿Es posible mejorar el ruido con una conexión a tierra diferente / adecuada en mi PCB, o debo aislar la salida de audio o la entrada de alimentación?

Imágenes de la disposición real de PCB (advertencia, cosas peludas):

pregunta fest

1 respuesta

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El ruido es causado por bucles a tierra. Wikipedia tiene un buen artículo sobre ellos:

enlace

Un suministro flotante evita la creación de un bucle de conexión a tierra, pero cuando alimenta su placa desde un suministro referenciado a tierra de audio, crea un bucle de conexión a tierra a través del cableado de la unidad principal y del cableado del conector de alimentación.

  

1) ¿Qué tan aplicable es la conexión a tierra en estrella si hay varios conectores (cada uno con un cable de conexión a tierra separado), que pueden, o no, estar haciendo referencia a una conexión a tierra "común" en alguna otra parte?

No ayudará, ya que los bucles de tierra que están causando problemas son externos a tu placa.

  

2) ¿Es posible mejorar el ruido con una conexión a tierra diferente / adecuada en mi PCB, o debo aislar la salida de audio o la entrada de alimentación?

Aislar la salida de audio o la entrada de potencia resolvería los problemas de ruido al eliminar el bucle de tierra. También hay otras formas de resolver o minimizar los problemas de bucle de tierra .

Aquí hay un par de ideas para su situación:

  1. Agrupe su cableado de alimentación junto con el cableado de su unidad principal y conecte su GND de alimentación al chasis lo más cerca posible de la unidad principal. Esto minimizará las diferencias en los campos magnéticos a los que están expuestos su potencia GND y audio GND.
  2. Suponiendo que el cableado de la unidad principal tiene una buena GND y que su placa solo toma unos pocos miliamperios (aproximadamente 200 mA o menos), conecte su alimentación de la siguiente manera:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Los valores mostrados para R1, L1 y C1 son solo un punto de partida y deben adaptarse a su tablero. R1 se puede incluir en L1 (resistencia de CC de L1). R1 debe ser lo más grande posible sin causar una caída excesiva de voltaje o disipación de potencia, por lo que su valor depende de la cantidad de corriente que requiera su placa. El aumento de C1 disminuirá el ruido de audio acoplado de la alimentación de la placa. El aumento de L1 disminuirá el ruido acoplado de los + 12V del automóvil y de la alimentación de la placa, pero los inductores más grandes cuestan más para una clasificación de corriente dada.

Si va por esta ruta, verifique que se cumpla al menos una de las siguientes condiciones:

  1. La GND del conector principal hace una conexión antes de las líneas de señal
  2. +12 nunca se conecta cuando la unidad principal se está conectando o desconectando
  3. Ni la unidad principal ni su placa se dañarán con +/- 12V en las líneas de señal
respondido por el ken

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