Efectos de la PSU desenterrada y el blindaje en el zumbido de audio de 50 Hz

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Estoy tratando de comprender mejor las fuentes de interferencia de "zumbido de tierra" de 50 Hz en el equipo de audio y las buenas prácticas para blindaje y conexión a tierra haciendo zumbidos a propósito y tomando medidas para eliminarlo.

He estado haciendo algunos experimentos usando una tarjeta de sonido externa EMU 0404 con entradas de línea no balanceadas de 1 Mohm ¼ ”. Lo estoy usando como un amplificador de pre-amplificador / auriculares (no conectado a una computadora).

Aquí están mis observaciones:

  1. La EMU tiene una fuente de alimentación de 5V dc "wall wart" descubierta. Noté que hay una diferencia de potencial estable de 100V ac (50Hz) y 0.2V dc entre la conexión de 0V y la tierra. Sin embargo, si toco 0V y tierra al mismo tiempo, no recibo una descarga eléctrica. ¿Por qué existe este voltaje de modo común grande (presumiblemente alta impedancia)? ¿Por qué es estable, si es una fuente de alimentación "flotante"?

  2. Si conecto un cable jack de ¼ "no balanceado de 2 metros sin terminar a una de las entradas, puedo escuchar un zumbido de 50 Hz en la salida. Esto no es sorprendente, ya que el cable actúa como una antena y el 0404 tiene una alta impedancia de entrada. Sin embargo, cuando conecto la parte de la funda del conector a tierra, la mayor parte del zumbido desaparece. Todavía puedo aumentar el zumbido significativamente tocando la punta del gato con mi dedo.

  3. Si quito la conexión a tierra e inserto el enchufe en una caja blindada pero desenterrada, ya no puedo detectar el zumbido con mis oídos.

¿Puede alguien explicar estas observaciones, en particular el efecto de la gran diferencia de potencial en modo común a la Tierra en el zumbido de 50 Hz?

Mis pensamientos:

Así que me sorprendió el comportamiento de la fuente de alimentación y también que se usaría para equipos de audio. Presumiblemente, el voltaje de modo común es estable porque el neutro está conectado a tierra en el Reino Unido. ¿Alguien podría indicarme un esquema de una fuente de alimentación de modo conmutado que se comporte de esta manera?

Lo que concluyo de 2. Es que la mayor parte del zumbido es causado por el gran voltaje de CA en modo común del manguito / escudo (que está conectado a la señal de masa), lo que me parece sorprendente. Seguramente la conexión de la punta también tiene este voltaje de modo común en la etapa de entrada de la tarjeta de sonido, ¿por lo tanto, en general, no debería hacer ninguna diferencia?

Cuando toco la punta, estoy convirtiendo el cable en una mejor antena dipolo, por lo que este aumento de zumbido no me sorprende.

La observación 3. me dice que cuando todo está completamente protegido, el voltaje del modo común ya no parece importar.

    
pregunta Michael

1 respuesta

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No sé qué "tierra" has usado para el primer experimento, así que [principalmente] puntearé en eso (por ahora). Sospecho que tiene un SMPS con un capacitor con clasificación Y que conecta su lado aislado con el primario. Esto está permitido siempre que la corriente de fuga se mantenga bajo control. Se hace para reducir la EMI de la fuente de alimentación. Puede consultar este documento , por ejemplo. Diagrama de un artículo de mejor calidad

Lacompensaciónesque

  

Engeneral,cuantomayorseala  valordelcondensadorY,el  bajalamagnituddelEMI  Quegeneralaoferta.Alainversa,  cuantomayorseaelvalorde  elcondensadorY,cuantomayorsealavoluntad  serlacorrientedefugaque  fluyeatravésdelabarreradeaislamiento.

Ahoraentupregunta:

  

Siconectouncablejackde¼”noequilibradode2metrossinterminaraunadelasentradas,puedoescucharunzumbidode50Hzenlasalida.Estonoessorprendente,yaqueelcableactúacomounaantenayel0404tieneunaaltaimpedanciadeentrada.Sinembargo,cuandoconectolapartedelafundadelconectoratierra,lamayorpartedelzumbidodesaparece.Todavíapuedoaumentarsignificativamenteelzumbidoaltocarlapuntadelgatoconmidedo.

Sí,elblindajehaceloquesesuponequedebehacerenelpropiocable.Laseñaldezumbidode50Hzesdebajafrecuencia,porloqueseacoplaalblindajeysecortaalaseñaldemasa.Estoes blindaje electrostático , es decir, niega las señales acopladas capacitivamente al cortarlas de nuevo en su fuente:

Peroustednoestáprotegidoytambiénestáacopladodeformacapacitivaalaredeléctrica...pormuydifícilqueparezcacreer.(Agregaréalgunosenlacesdevideosdeyoutubesobreestounavezquelosencuentre.Seguroquedebenhaberalgunos.NBAquíhayuno: enlace ) Entonces niega el efecto del blindaje del cable cuando toca la punta del conector.

  

Si quito la conexión a tierra e inserto el gato en una caja blindada pero desenterrada, ya no puedo detectar el zumbido con mis oídos.

Necesitas aclarar este experimento también. ¿Cómo se puede insertar sólo el gato en una caja? ¿Te refieres a todo el USB 0404? Añade una foto que puedas. Blindaje sin conexión a tierra (es decir, sin retorno de corriente) es efectivo contra la interferencia / ruido electromagnético (pero no contra la electrostática). Sin embargo, dudo que el simple hecho de proteger el conector pueda tener el efecto que usted describe, especialmente contra el ruido de baja frecuencia, como la frecuencia de la red. Sugiero esta nota de aplicación para un tratamiento más profundo del blindaje ( tanto electrostática como electromagnética). Consulte también esta respuesta y otra nota de aplicación que dice que no se debe molestar mucho con el blindaje anti-electromagnético del cable ya que es difícil de lograr (en cambio, las cosas más simples como los pares de cables torcidos son más efectivos para negarlo).

    
respondido por el Fizz

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