Netzteilrauschen in Audio

Ich habe sicherlich ein klassisches Problem in Bezug auf Schaltgeräusche und Audio beim Netzteil, aber ich bin nicht in der Lage, Mythen von der Realität in Bezug auf das zu trennen, was ich bisher zu diesem Thema gefunden habe.

Konfiguration:

1. Ich habe ein Notebook mit einem externen Netzteil und / oder Akku
2. Ein Funkempfänger mit eigener Stromversorgung (dh nicht vom Notebook SMPS gespeist)
3. Der Radioempfänger speist ein Audiosignal in die Leitung des Notebooks ein
4. Der Funkempfänger wird vom Notebook über RS232 gesteuert (Tuning usw.).

Problem:

• Wenn ich das Notebook aus der Steckdose ziehe und es aus dem Akku laufen lasse, funktioniert alles einwandfrei
• Wenn ich jedoch das Notebook SMPS verwende, höre ich eine enorme Menge an Geräuschen im Audio

Kann mir jemand sagen, wo das Problem wahrscheinlich liegt? Es wird viel über Erdschleifen gesprochen, aber ich habe Schwierigkeiten zu glauben, dass sie in einer so kleinen Installation wirklich existieren.

Kann ich zu Recht davon ausgehen, dass es sich wahrscheinlich um ein Problem mit unterschiedlichem Bodenniveau im Notebook handelt und dass der Line-In-Eingang des Notebooks nicht differenziell ist? Oder gibt es eine wahrscheinlichere Erklärung?

Was ist die beste Lösung? Verwenden Sie einen Operationsverstärker, um einen Differenzeingangsverstärker zu konstruieren und seinen Ausgang der Leitung in? Was verwende ich als Bodenreferenz für den Opamp?

Lösungsvorschläge in den Kommentaren und Antworten

Aus den Antworten geht hervor, dass es zwei mögliche Probleme gibt: 1. Erdschleifen und 2. HF-Aufnahme vom externen SMPS im Audiokabel.

Lösungsvorschläge sind:

1. Differenzverstärkerlösung. Vorteile Nachteile?
2. Kortuk: Bekämpfen Sie den HF-Tonabnehmer vom SMPS in der Audioverbindung mit einer geerdeten Abschirmung. Vorteil: unsichtbare Lösung; Nachteil? Frage: Hilft nicht bei Erdschleifen?
3. Russell McMahon: Audio-Transformator in der Audio-Leitung. Vorteil: Einfach; Nachteil: nicht leicht zu beschaffen, teuer oder schlechter Frequenzgang. Frage: Hilft dies bei der HF-Aufnahme in der Audio-Leitung?
4. Russell McMahon: Klemmen Sie EMV-Ferrite auf die Audio-Leitung, um die HF-Aufnahme zu bekämpfen. Hilft nicht gegen Erdschleifen. Frage: Hilft dies bei Geräuschen im hörbaren Bereich? Nach meinem Verständnis helfen Ferrite nur, sehr hohe Frequenzen zu filtern.
5. David Kessner & Mary: Das Notebook erden. Dadurch wird das CM-Rauschen auf Masse umgeleitet. Vorteil: billig, einfach; Nachteil: zusätzlicher Draht zu handhaben. Frage: Bekämpft beide HF-Aufnehmer (wenn Audio-Masse überbrückt ist) und vermeidet Erdschleifen?
6. Mary: Ferritabsorber um die DC-Leitung zum Notebook und RF-CM-Drosseln in der Audio- und RS232-Leitung. Nachteil: hohe Anzahl und Aufwand der Komponenten mit den RF CM-Drosseln. Verhindert keine Erdschleifen.

Das Problem tritt häufig bei dieser Art von Audiosystemen auf. Ich würde wetten, wenn Sie das Rauschspektrum betrachten, würden Sie 60 Hz plus viele der harmonischen Frequenzen (120 Hz, 180 Hz, 240 Hz usw.) sehen. Die Tatsache, dass es mehr als nur 60 Hz oder in einigen Ländern 50 Hz ist, ist ein Indikator dafür, dass es sich nicht nur um einfache Erdschleifen handelt.

Ich würde auch wetten, dass Ihr Laptop-Netzteil nur einen 2-poligen Netzstecker hat - ohne den dritten Erdungsstecker.

Bei dieser Art der Stromversorgung ist der Ausgang vom Wechselstromeingang elektrisch isoliert. Aber es ist nicht perfekt isoliert. Zwischen der Isolationsbarriere fließt eine kleine Strommenge. Dies wird als "Leckstrom" bezeichnet. Es ist nicht viel Strom, aber es muss nicht sein.

Einige Laptop-Benutzer berichten, dass sie schockiert sind oder ein Kribbeln in den Beinen haben, wenn sie den Laptop in Shorts benutzen! Der Grund dafür ist, dass Leckstrom durch die Schrauben an der Unterseite des Laptops und in deren Beine fließt. Es klingt gefährlich, aber die Strommenge liegt weit unter der Sicherheitsgrenze. Es ist überraschender als alles andere. Wenn Sie Hosen tragen, sind Sie isoliert.

Laptop-Ladegeräte mit dem dritten Stift am Netzstecker haben dieses Problem nicht, da dieser dritte Stecker die Abschirmung des Laptop-Gehäuses mit Masse verbindet und diesen Leckstrom dazu zwingt, nicht in Ihr Bein, sondern in Masse zu gehen. Natürlich gibt es keine Leckage, wenn die Batterien leer sind.

In Ihrem Fall fließt der Leckstrom nicht nur in Ihr Bein, sondern auch in Ihren Funkempfänger. Die Lösung hierfür besteht darin, Ihren Laptop ordnungsgemäß zu erden.

Sie müssen ein wenig damit experimentieren, um die beste Lösung zu finden. Eine Stromversorgung mit einem 3-poligen Netzstecker ist am besten, aber nicht immer möglich. Die nächste Möglichkeit besteht darin, auf Ihrem Laptop etwas zu finden, das Sie erden können. Machen Sie einen Adapter von diesem 3. Stift zu "etwas". Das könnte die Signalmasse am Ausgangskabel Ihres Netzteils sein. Es könnte eine Schraube am Laptop sein. Oder eine Abschirmung an einem nicht verwendeten Laptop-Anschluss. Oder die Erdung / Abschirmung Ihres Audiokabels.

Stellen Sie den Adapter für den dritten Stift her, aber lassen Sie das andere Ende für den Moment frei. Stöbern Sie dann herum, um zu sehen, ob oder wo Sie es anschließen können, und lassen Sie das Geräusch verschwinden. Wenn Sie ein oder zwei Stellen gefunden haben, schließen Sie den Adapter ab, damit er einfach zu bedienen ist.

Zwei Warnungen dabei: Stellen Sie sicher, dass alles, was Sie erden, tatsächlich geerdet ist! Stellen Sie am Netzteilausgang sicher, dass Sie den Minus- oder Erdungsleiter erden. Und wenn Sie herumstöbern, verstehen Sie, dass Sie möglicherweise tatsächlich ein wenig hart stochern müssen. Sowohl der blanke Draht als auch das, was Sie stechen, weisen wahrscheinlich eine dünne Schicht nicht leitenden Materials auf, und Sie müssen genügend Kraft aufbringen, um durch ihn zu stechen. Manchmal hilft auch das Reiben. Die nichtleitende Schicht besteht manchmal aus Farbe auf Schrauben oder einem Oxid (Rost) auf den Metallen.

Hoppla, hier ist eine dritte Warnung: Seien Sie sehr vorsichtig, wenn Sie diesen dritten Stiftadapter herstellen. Sie spielen mit potenziell tödlichen Spannungen und wir möchten nicht, dass Sie sterben. Bauen Sie den Adapter so auf, dass keine Möglichkeit besteht, dass er ausfällt und gegen einen der beiden anderen Leiter im Netzstecker kurzgeschlossen wird.

Probieren Sie es aus und berichten Sie zurück, was Sie gefunden haben!

Mehrere Möglichkeiten und möglicherweise mehrere gleichzeitig.

Kortuk sucht nach SMPS-Rauschen, was eine gültige Sache ist.

Eine Erdschleife und ein HF-Aufnehmer können in einem System dieser Größe beide sehr glücklich existieren. Wenn Sie sich die Größe der möglicherweise gebildeten physikalischen Schleife ansehen, werden Sie feststellen, dass sie im Vergleich zu den Abmessungen, die für eine abgestrahlte Signalaufnehmerspule bei HF- und sogar bei smps-Frequenzen verwendet würden, groß ist. Und eine Erdungsschleife muss physikalisch nicht sehr groß sein - ihre "Größe" wird nicht in physikalischen Dimensionen gemessen, sondern in der Größe der gemeinsamen Impedanz in der gemeinsamen Masse, die zwei Teilsysteme gemeinsam nutzen, und im Signalstrom, der durch den Widerstand fließt. V = I x R.
V_ground_loop ~ = Signalstrom x R_common_in_shared_ground_lead

Sie können Masseschleifenschalter einsetzen - diese sind einfach zu basteln und bestehen aus dem elektromagnetischen Äquivalent des Differenzverstärkers, den Sie korrekt als eine mögliche Lösung identifiziert haben.

Um die Schleife zu durchbrechen, fügen Sie einen 1: 1-Audiotransformator in den Audiosignalstromkreis ein, der die Schleife aus Gründen der Erdung schließt. In diesem Fall = Funkempfänger zum Notebook. Ich sage 1: 1, wenn die Schaltung vorhanden ist und Sie die Pegel nicht beeinflussen möchten, aber Sie könnten je nach Gesamtschaltung sinnvoll 1: N oder N: 1 verwenden. Sie können "Transistorradio" -Audiotransformatoren mit verschiedenen Windungsverhältnissen von Entsorgungsunternehmen oder Verkäufern von Amateurmarktkomponenten erhalten. Diese sind oft kostengünstig. Andernfalls können Sie ein geeignetes altes Transistorradio opfern. Wenn Sie nur 1: N-Transformatoren haben und mehrere "in der Junk-Box" haben, können Sie diese 1: N zu N: 1 verdrahten, was insgesamt 1: 1 ergibt.

Neben dem Folienbildschirm von Kortuk können Sie auch EMC-Ferrite anklemmen oder durchschleifen, die häufig mit neuen Geräten mit HF- und Audiofunktionen geliefert werden.