Oberschwingungsgeräusche treten auf, wenn ein iPhone-Dock-Verlängerungskabel an ein Mikrofonperipheriegerät angeschlossen wird

Ich verwende ein Tascam iM2-Stereomikrofon, das an das Dock eines iPhone 4S angeschlossen ist. Wenn das Peripheriegerät direkt angeschlossen ist, gibt es kein Problem. Wenn ich jedoch ein Dock-Verlängerungskabel verwende, wird ein seltsames harmonisches Geräusch erzeugt. Ich habe Verlängerungskabel verschiedener Hersteller ausprobiert, und selbst das hoch bewertete DockXtender-Verlängerungskabel von CableJive sorgt für Rauschen.

Dies ist etwas seltsam, da der Analog-Digital-Wandler (mit meinem britischen Englisch zu tragen) in das Peripheriegerät eingebaut ist. Dies ist kein analoges Rauschen im Kabel, da das Signal auf dem Weg zum iPhone rein digital ist. Das Rauschen scheint im digitalen Bereich eingeführt zu sein. Ich habe in meinem Büro eine Audio-Probe aufgenommen und mit Matlab analysiert. Das Rauschen schwankt in der Amplitude, aber es ist eindeutig ein harmonischer Komplex mit einer sehr genauen 1-kHz-Grundfrequenz. Der ADC soll mit 44,1 kHz abgetastet haben, daher ist es besonders seltsam, dass das harmonische Rauschen eine Periodizität aufweist, die nicht einmal ein ganzzahliges Vielfaches der Abtastperiode ist. Als Randnotiz habe ich in der Vergangenheit ein ähnliches harmonisches Geräusch von einigen Laptop-Soundkarten (insbesondere Vaio C1s-Modelle) gehört.

Angesichts der Tatsache, dass das Rauschen niemals in der Frequenz schwankt, haben Tests gezeigt, dass ich das Problem durch Vorverarbeitung mit einem Filter für gebrochene Verzögerungen auf der Grundlage der hier angegebenen Informationen beheben kann. . . http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=951433 . . . Die Implementierung dieses Filters ist jedoch rechenintensiv.

Vorbeugung ist besser als Heilung. Meine Frage ist, woher kommt dieses seltsame harmonische Geräusch und wie kann ich es, wenn möglich, beheben, damit ich keine Rechenleistung verschwenden muss, indem ich einen zusätzlichen Filter einsetze?

Was Sie abholen, ist EMI von USB-Frame-Sync (höchstwahrscheinlich über das Erdungskabel):

Der USB-Host überträgt jede Millisekunde (12000 Bit-Zeiten mit voller Bandbreite) ein spezielles SOF-Token (Start of Frame), das anstelle einer Geräteadresse eine inkrementierende 11-Bit-Frame-Nummer enthält. Dies wird verwendet, um isochrone Datenflüsse zu synchronisieren. USB 2.0-Geräte mit hoher Bandbreite empfangen 7 zusätzliche doppelte SOF-Token pro Frame, die jeweils einen 125-µs-Mikroframe (jeweils 60000 Bit-Zeiten mit hoher Bandbreite) einführen.

USB 2.0 fügte einen PING-Token hinzu, der ein Gerät fragt, ob es bereit ist, ein OUT / DATA-Paketpaar zu empfangen. Das Gerät antwortet mit ACK, NAK oder STALL. Dadurch muss das DATA-Paket nicht gesendet werden, wenn das Gerät weiß, dass es nur mit NAK antwortet.

Dies könnte mit einem ordnungsgemäß abgeschirmten Verlängerungskabel vermieden werden. Beachten Sie, dass sogar dockXtender nur einige der Kabel abschirmt :

Ein revolutionäres 2-Tier-Abschirmsystem fügt alle Video- und Audiosignale in eine separate Abschirmung ein, um Interferenzen durch die anderen Signale, die durch das Kabel übertragen werden, zu reduzieren.

Wenn Sie ein Heimwerker sind, sollte es ziemlich einfach sein, Ihr eigenes Verlängerungskabel mit hochwertigen, abgeschirmten Kabeln herzustellen. Sie müssen wahrscheinlich nur ein paar der 30 Pins anschließen : USB (Strom, Masse, Daten +/-), alle GNDs und möglicherweise Zubehör / seriell (Freigabe, Empfang / Empfang). Stellen Sie sicher, dass Sie auch das Löten am Stecker abschirmen.

Da die AD-Wandlung am peripheren Ende stattfindet, muss das Rauschen auch dort vorhanden sein.

Ohne Zugriff auf das Gerät für die Demontage kann ich nur das Problem erraten, aber es liegt wahrscheinlich an einer oder mehreren der folgenden Ursachen:

• Das Peripheriegerät ist wahrscheinlich intern durch den iPod-Anschluss vollständig von den Mikrofonen abgeschirmt. Wenn Sie ein ungeschirmtes Verlängerungskabel anschließen, werden externe Umgebungsgeräusche über das Kabel in das Gerät eingekoppelt. Möglicherweise können Sie dies bestätigen oder verwerfen, wenn Sie Tests in elektrisch leisen Bereichen durchführen, z. B. außerhalb von Stromleitungen.

• Das Peripheriegerät ist "gerade gut genug" gefiltert. Wenn Sie jedoch die zusätzliche Länge der Kabelreflexionen hinzufügen, die das USB-Signal nicht beeinträchtigen, kann dies zu Bodenreflexionen oder anderen elektromagnetischen Störungen führen. Ohne Oszilloskop und / oder Signalanalysator ist dies nicht einfach zu testen.

• Das Peripheriegerät verfügt über einen 1-kHz-Schaltnetzteil (der erforderlich sein kann, wenn beispielsweise elektrostatische Mikrofone, bestimmte Hochleistungsmikrofone oder Phantomspeisung verwendet werden). Die zusätzliche Kabellänge am Eingang des Schaltnetzteils führt zu Spannungssignalreflexionen Die normalerweise von den Netzfiltern des iOS-Geräts eingeklemmt werden, wenn sie elektrisch geschlossen sind. Auch dies würde spezielle Geräte zum Testen erfordern.

• In bestimmten Konfigurationen des Peripheriegeräts sind in der Regel hochohmige Leitungen kurzgeschlossen, um dem iOS-Gerät mitzuteilen, wie es mit der Kommunikation beginnen möchte und was es in Bezug auf Leistung und Kommunikation benötigt. Es ist möglich, dass durch die Verlängerung dieser Leitungen aufgrund ihrer hohen Impedanz Rauschen in die Peripherie eingekoppelt wird.

• Dies könnte ein typisches Grundschleifenproblem sein. Das einfache Hinzufügen mehrerer längerer Erdungskabel, wenn diese am peripheren Ende nicht richtig angeschlossen sind, führt zu einem ungewöhnlichen Stromfluss und kann zu Erdungsstörungen am anderen Ende führen.

Wenn Sie wissen, welche Drähte im Kabel das Peripheriegerät tatsächlich verwendet (wahrscheinlich USB-, Strom- und serielle Drähte), können Sie wahrscheinlich ein Kabel herstellen, das Ihren Anforderungen entspricht, und die meisten der oben genannten Probleme beseitigen. Sie müssten die Sense-Pins am Ende des iOS-Geräts richtig kurzschließen, um das Problem der hohen Impedanz zu beseitigen, und sogar die digitalen Pins abschirmen, um EMI-Probleme zu beseitigen. Sie müssen die entsprechenden Erdungsstifte an beiden Enden kurzschließen (seien Sie hier vorsichtig - in einigen Fällen möchten Sie einen separaten Erdungsdraht). Wiederum müsste eine sorgfältige Analyse des Peripheriegeräts durchgeführt werden, um den richtigen Weg zum Kurzschließen der Erdungsstifte zu bestimmen ).

Wenn Sie mehr als 20 nicht benötigte Drähte entfernen und den Rest abschirmen, können Sie möglicherweise alle oben genannten Probleme beheben.

Es ist jedoch ein langer und schwieriger Prozess, es sei denn, Tascam wird mit einem eigenen Verlängerungskabel ausgeliefert. Ich würde vorschlagen, sie zu kontaktieren, ihnen Ihre Ergebnisse zu zeigen und mögliche Lösungen mit ihnen zu besprechen.

Da dies eine sehr technische Frage ist und Sie erhebliche Arbeit bei der Dokumentation des Problems geleistet haben, sollten Sie sich direkt an den technischen Support des Unternehmens Tascam wenden. Zumindest würden sie es begrüßen, über dieses Problem Bescheid zu wissen.