Ich habe hier ein Audio-Anwendungsszenario. Die Idee ist, ein Gerät (das später Ton erzeugt) über USB mit Strom zu versorgen.
Leider habe ich massives Rauschen und etwas, das sich wie rosa (Brownsches) Rauschen auf GND anhört. Ich habe auch viele statische und andere Artefakte auf der +5-V-Leitung, aber ich dachte, ich könnte einen Low-Dropout-Spannungsregler verwenden, um schöne, glatte +3 V daraus zu bekommen.
Aber wie filtere ich GND heraus?
Im Moment experimentierte ich mit allen möglichen Tiefpass- und Hochpassfiltern, die aus Kappen und Widerständen aufgebaut waren. Die Kappen führen jedoch selbst Artefakte ein, es ist wie zwei Schritte voraus, ein Schritt zurück.
Sie filtern den Boden nicht. "Masse" ist die Referenzspannung, an der alle anderen Spannungen gemessen werden, so dass es per Definition kein Rauschen gibt. (In verteilten Systemen gibt es Fälle, in denen nicht klar ist, was genau "Masse" ist, aber das ist ein anderes Problem.)
USB-Stromversorgung kann sicherlich laut sein. Sie sollten es auf jeden Fall filtern, bevor es Audioschaltkreise mit Strom versorgt, da Audio im Allgemeinen ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erfordert. Nur ein LDO, um 3 V zu machen, ist wahrscheinlich nicht gut genug. Der LDO reduziert einen Teil des Rauschens, aber einige sind zu hochfrequent, als dass seine aktiven Schaltkreise richtig damit umgehen könnten. Sie müssen vor dem LDO eine Tiefpassfilterung setzen. Dieser Filter muss die Frequenzen eliminieren, die der LDO nicht richtig verarbeiten kann.
Ich würde mit zwei in Reihe geschalteten Ferrit-Chip-Induktivitäten und jeweils einer 20-µF-Kappe gegen Masse beginnen. Verbinden Sie dann den Eingang des LDO damit, und der Ausgang sollte ziemlich sauber sein. Sie können die 5 V auch einfach tiefpassfiltern und direkt zur Stromversorgung der Audioschaltung verwenden. Ein typischer Audio-Line-Ausgangspegel liegt bei etwa 1 V, aber Sie benötigen Headroom für höhere Spitzen. Selbst eine 5-V-Versorgung lässt nicht viel Headroom.
Boden kann kein Rauschen haben, er ist per Definition sauber, wie Olin sagt. Angenommen, Sie wollten sein "Rauschen" mit einem Kondensator filtern, an welchen anderen Knoten würden Sie den Kondensator anschließen? Vcc? Dann filtern Sie das Rauschen von Vcc, nicht das von Masse.
Das Rauschen der USB-Stromversorgung kommt hauptsächlich von einer billigen Powerstation, die Ihr Motherboard mit Strom versorgt. Es gibt viele Möglichkeiten, dieses Rauschen zu begrenzen, indem Sie: (1) überprüfen, ob Ihr Kraftwerk ein Erdungskabel hat, überprüfen, ob Ihr Boden im Haus echter Boden ist, überprüfen, ob Ihr Kraftwerk den Mittelpunkt mit dem Boden verbunden hat.
(2) Als nächstes könnte es eine gute Idee sein, Ihr billiges Kraftwerk durch ein echtes Kraftwerk aus einem Spannungswandler auszutauschen. Unsere modernen chinesischen Trash-Kraftwerke werden aus Ferrit-Umwandlungen in hohe Frequenzen hergestellt, so dass Sie selbst durch die Verwendung einer solchen Stromversorgung im Grunde alle Möglichkeiten verlieren, die Audioproduktion mit Strom zu versorgen - alle Mikrofone fangen diesen Hochfrequenz-Müll auf.
Zuerst müssen Sie Absenktransformatoren verwenden, um die richtigen +12, +5, 0 usw. zu erhalten, um Ihr Motherboard mit Strom zu versorgen. Unsere modernen Kraftwerke schummeln damit, um einen Dollar zu sparen, sie haben alle Müll-Ausgänge, die Sie als nächstes Hunderte von Dollar kosten werden.
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