¿Cómo reducir el ruido en este circuito?

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Estoy usando una Raspberry Pi en un circuito que estoy construyendo y que incluye algunos elementos.

Elementos en el circuito:

  1. controlador PWM para controlar 3 servos
  2. Mic board para grabación
  3. Amplificador de clase D que maneja altavoces de 2x3W 4ohm
  4. pantalla HDMI de 4 pulgadas

Limitaciones:

  1. Solo puedo usar una fuente de alimentación enchufada a la pared para alimentar todo el sistema. Actualmente estoy usando una fuente de alimentación de 5V 10A.
  2. El gabinete es muy pequeño, por lo que agregar componentes que consumen espacio puede ser un desafío.

Problemas :

  1. Al conducir los servos, el indicador de bajo voltaje se muestra en el pi. La fuente de alimentación tiene una capacidad nominal de 5V 10A y el consumo de corriente pico es de ~ 3A.
  2. El amplificador está captando el ruido del circuito, lo que provoca un silbido / crujido audible en los altavoces.

Cosas que he probado:

  1. Intenté agregar grandes condensadores de desacoplamiento: 1000uf / 4700uf a la derecha en la alimentación del Pi y en el punto de entrada de la fuente de alimentación. El Pi se alimenta de sus pines GPIO. No hay diferencia.
  2. Se agregaron capacitores de desacoplamiento adicionales en valores que van desde 0.1uf a 10uf justo antes del amplificador. Sin mejora.
  3. Medí el voltaje en el Pi usando un multímetro y nunca cae por debajo de 5.1V, incluso cuando los servos están siendo activados, ¿por qué el indicador de bajo voltaje?
  4. El ruido en el circuito no es causado por los servos. Cuando quito los servos todavía hay ruido siendo captado por el amplificador. De manera similar, quitar el amplificador no ayuda a deshacerse del indicador de bajo voltaje mientras los servos están funcionando.

Cosas que funcionaron:

  1. Lo único que funciona es alimentar la Pi desde un suministro diferente de 5V y compartir una base común. Esto elimina el ruido de los altavoces y la advertencia de baja tensión. Sin embargo, debido a la limitación # 1, esto no es factible.

Cosas en las que he pensado:

  1. Empareje una fuente de alimentación de mayor voltaje (12v, 24v) con un regulador de Buck para crear 2 + 5V rieles. Use un riel para Pi y uno para servos / audio. ¿No está seguro si esto es posible o cómo se haría?
  2. Encontrar una fuente de alimentación que tenga dos salidas de + 5V. No hay suerte de encontrar uno todavía. También parece una exageración.

Imagen del circuito

¿Qué puedo hacer para reducir el ruido en el circuito y eliminar la advertencia de baja tensión y el ruido de los altavoces?

    
pregunta shekit

1 respuesta

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Un filtro pi de estilo CLC podría ser efectivo. Inventé algunos valores para el circuito de ejemplo, así que no cuente con que esos valores exactos sean efectivos.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el uglyoldbob

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