Aislamiento de bucle a tierra de un dispositivo alimentado por USB

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Tengo un dispositivo (Dispositivo 1) que se alimenta mediante un bus a través de USB de velocidad completa y que extrae hasta 400 mA de una computadora portátil.

El dispositivo 1 tiene un DAC que puede emitir una tensión analógica a otro dispositivo (dispositivo 2) a través de un conector, mientras que el dispositivo 2 recibe alimentación externa.

El problema es que si la computadora portátil conectada al dispositivo 1 y el dispositivo 2 están conectadas a una toma diferente, crea un bucle a tierra y su característico "zumbido". Si la computadora portátil funciona con batería, no hay problema.

editar: el bucle de tierra se produce cuando ambos dispositivos están conectados a la misma computadora portátil

La primera vez que pensé en usar un aislador USB como el ADuM4160 funciona muy bien. Lamentablemente es demasiado caro para mi aplicación. Otra solución que funciona bien es usar un cable USB Y, que divide las líneas de datos y las líneas eléctricas. Sin embargo, preferiría una solución que sea totalmente transparente para el usuario.

Como no hay ningún problema con el cable USB Y cuando las líneas de datos USB no están aisladas, me preguntaba si era posible usar un principio similar usado en el transformador ADuM4160 ((1: 1)) para aislar solo la alimentación Líneas desde USB, dejando las líneas de datos intactas. No he encontrado un componente así, así que no estoy seguro de esto.

También tuve otras ideas para realizar un aislamiento en otro lugar (es decir, entre el DAC y la salida) pero no parece conveniente a primera vista.

¿Tiene alguna recomendación o alguna otra solución para evitar los bucles de tierra en este tipo de configuración?

    
pregunta J. K.

1 respuesta

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Las computadoras portátiles son una verdadera trampa para los jugadores jóvenes cuando las conectas a un circuito analógico.

Un esquema ligeramente simplificado de una fuente de computadora portátil muestra los capacitores totalmente contraintuitivos que están directamente en el transformador. C1, C2 forman un divisor de voltaje que hace flotar la computadora portátil a 115 V (cuando se encuentra en un sistema de red con conexión a tierra neutral). Estos son los condensadores de disco azul cuando abres una computadora portátil psu. (Están allí para que la energía de RF pueda fluir de regreso a la red de baja impedancia para deshacerse de ella)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Si conecta los puertos de las computadoras portátiles a cualquier cosa conectada a tierra, 75 microamperios fluirán a través del cable de tierra / micrófono / usb / datos. Habrá 115 V disponibles para hacer que fluya, si la conexión es de alta impedancia y entrada IC mal protegida (Goodnight Nurse), o si se produce un zumbido incurable en los circuitos de audio (bucle de tierra)

Deberías leer acerca de los bucles de tierra, es un problema importante (¿El mayor?) en la construcción de estudios de grabación.

  • Conexión a tierra en estrella: necesita un único punto de tierra definido. Todos los motivos se irradian hacia afuera y nunca regresan. Debe unir los protectores USB en los conectores USB con una correa ancha (trenza, papel de aluminio). Si puede unirse a la señal / potencia de forma similar. Lo ideal es elegir un punto en los módulos ADC y DAC donde las carnes digitales sean analógicas, y unirlas desde esos puntos, pero en los conectores USB es un buen comienzo.

Si no puede acceder a los módulos, puede cortar dos cables USB y unir los protectores y las conexiones a tierra cerca de los extremos del dispositivo, pero dejar los cables de datos separados. Únete a este punto al terreno físico.

  • El análogo diferencial es la forma en que el audio profesional se ocupa de esto. Una vez que puede detectar los niveles de microvoltios, no hay otra manera.
respondido por el Henry Crun

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