Ich arbeite an einem Audio-Interface, das einen Mikrocontroller und einen CS42448-Audio-Codec verwendet. Beim Empfang von USB-Strom und Audio von einem Laptop gibt es eine Masseschleife. Ansonsten funktioniert es gut (wie bei der Übertragung von Audio von einem Telefon und der Stromversorgung über eine Powerbank).
Die folgenden Schaltpläne zeigen, wie ich die Schaltung mit Strom versorge. Die Ferritperlen, die ich verwende, um digitale Geräte von analogen zu trennen (eine Seite der Platine ist ganz analog, die andere digital, die Ferrite gehen dazwischen).
Meine Frage ist, wie kann ich einen Masseschleifenisolator für diese Anwendung implementieren? Ich verstehe, dass ein Schalter zum Anheben des Bodens auf einer Seite ausreichen könnte, aber ich möchte eine Lösung finden, die keinen manuellen Schalter benötigt. Ich habe bereits Optokoppler und DC-DC-Isolatoren verwendet, bin mir aber nicht sicher, wie ich sie in diesem Zusammenhang anschließen soll. Wie wird das normalerweise gemacht? Ich suche eine einfache Lösung, ohne das Board mit zu vielen neuen Komponenten zu überfüllen.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Da Ihre Schaltung nicht über USB mit dem Laptop kommuniziert, ist kein digitaler Isolator erforderlich: Platzieren Sie einfach einen isolierten 5-V-DC/DC-Wandler im 5-V-Strompfad direkt nach dem USB-Anschluss. Ihr gesamter Stromkreis wird dann von einer isolierten Quelle gespeist und es können keine Erdschleifen mehr vorhanden sein. Je nach Leistungsbedarf kann das allerdings etwas teuer werden.
Wenn ein DC/DC-Wandler, der die gesamte Leistung Ihres Verstärkers bewältigen kann, zu teuer ist, können Sie alternativ einen Widerstand (etwa 1 kΩ plus möglicherweise eine Induktivität / Perle) in die Masseleitung der Audioverbindung einbauen und einen Instrumentenverstärker zur Wiederherstellung verwenden das Differenzsignal zwischen der Audio-Masseverbindung (auf der anderen Seite des Widerstands) und den Audiosignalleitungen. Ich habe dies in der Vergangenheit mit einem Verstärker gemacht, den ich über die 12-V-Versorgung meines Computers mit Strom versorgt habe. Es ist jedoch nicht so effektiv wie das Isolieren der Versorgungsspannung, und Sie benötigen einen In-Amp mit gutem CMRR.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Wenn Sie USB für Daten verwenden, ist es meiner Meinung nach am billigsten, einen USB-Isolator direkt hinter Ihrem USB-Anschluss zu platzieren. Hier ist, was Mouser hat , und ich bin sicher, dass alle anderen sie auch haben. Sie sind als fertiges Modul mit allen relevanten Anschlüssen und einem Gehäuse unverschämt teuer zu kaufen, aber der Chip selbst ist vernünftig und erfordert nur eine Handvoll Passive. (und natürlich eine separate Versorgung für jede Seite)
Wenn Sie den USB nur für die Stromversorgung verwenden, hilft Ihnen das nicht wirklich, da für die Schaltungsseite ohnehin eine separate Versorgung erforderlich ist. Nehmen Sie diesen Strom einfach von einer dedizierten Wandsteckdose und verwenden Sie die sicherheitsrelevante Netztrennung, um auch Ihre Erdungsisolierung bereitzustellen. Beachten Sie jedoch, dass dies ein SEHR fruchtbarer Boden für Fälscher und andere zwielichtige Operationen ist , also halten Sie sich diesbezüglich an die seriöseren Anbieter!
Alternativ könnten Sie das Audiosignal mit einigen Line-Pegel-Übertragern unterbrechen . Seien Sie jedoch gewarnt, dass gute davon teuer sind, wie die, die ich hier erwähnt habe. Sie können sie billiger bekommen, aber die billigen fügen Verzerrungsartefakte hinzu, insbesondere bei niedrigeren Frequenzen, da der Kern leicht gesättigt wird. Die, die ich verlinkt habe, sind am teuren Ende und klingen erfahrungsgemäß genauso wie die einfachen Drähte, die sie über den gesamten Audiobereich ersetzen, natürlich mit Ausnahme des Erdschleifenrauschens.
Das ist auch die Idee hinter einem steckbaren Ground Loop Isolator. Es ist nur ein Line-Pegel-Transformator für jeden Kanal, verpackt in etwas, das angenehm zu bedienen ist. Da sie Transformatoren verwenden, gelten weiterhin die üblichen Vorbehalte gegenüber Transformatoren.
Der hirnloseste Weg, dies zu tun, ist wahrscheinlich die Verwendung eines 3,5-mm-Masseschleifenisolators. Sie sind im Grunde ein passives DI, das für Laptop-Ausgänge geeignet verdrahtet ist.
Sie könnten versuchen, anstelle separater Ferritperlen eine Gleichtaktdrossel sowohl für analoges GND als auch für VA zu verwenden.
Jonatan S.
Chu
Benutzer136077
camelccc
Rodney
Chu