¿Cómo filtrar el ruido del suelo?

Tengo un escenario de aplicación de audio aquí. La idea es alimentar un dispositivo (que luego produzca sonido) con USB.

Desafortunadamente, tengo estática masiva y lo que suena como ruido rosa (Brownian) en GND. También tengo muchos artefactos estáticos y de otro tipo en el cable de +5 V, pero pensé que podía usar un regulador de voltaje de caída baja para obtener un +3 V suave y agradable.

Pero, ¿cómo filtro GND?

En este momento, estaba experimentando con todo tipo de filtros de paso bajo y paso alto, construidos a partir de tapas y resistencias. Las tapas, sin embargo, introducen artefactos en sí mismas, es como dos pasos adelante, un paso atrás.

Pero su riel de 3V es estable en referencia a tierra, ¿correcto?
Todavía no he implementado la solución con el regulador. El regulador va a llegar la próxima semana más o menos. Estaba preguntando con anticipación, ya que recibo el ruido incluso cuando conecto solo GND al dispositivo. cuando solo se conectan +5V, también obtengo algo de ruido, cuando ambos están conectados, es una combinación de ambos.
@polemon, el regulador está diseñado para hacer que el potencial entre tierra y el riel de 3V siempre sea el mismo, hará rebotar el riel de 3v para que coincida con el riel de tierra. Esto hace que cualquier cosa que use ambos no vea ruido.
Posible duplicado de Resolución de ruido de entrada

Respuestas (3)

No filtras el suelo. "Tierra" es el voltaje de referencia al que se miden todos los demás voltajes, por lo que no tiene ruido por definición. (Hay casos en sistemas distribuidos en los que no está claro qué es exactamente "tierra", pero ese es otro problema)

La alimentación USB ciertamente puede ser ruidosa. Definitivamente querrá filtrarlo antes de que alimente los circuitos de audio, ya que el audio generalmente requiere una alta relación señal/ruido. Solo un LDO para hacer 3V probablemente no sea lo suficientemente bueno. El LDO reducirá parte del ruido, pero parte será de una frecuencia demasiado alta para que sus circuitos activos lo gestionen correctamente. Debe colocar un filtro de paso bajo antes del LDO. Este filtro debe eliminar las frecuencias que el LDO no puede manejar correctamente.

Comenzaría con dos inductores de chip de ferrita en serie y una tapa de 20 µF a tierra después de cada uno. Luego conecte la entrada del LDO a eso, y la salida debería ser bastante limpia. También puede simplemente filtrar los 5V de paso bajo y usarlos directamente para alimentar el circuito de audio. Un nivel típico de salida de "línea" de audio es de alrededor de 1 V, pero necesita margen para picos más altos. Incluso un suministro de 5V no deja mucho margen.

En cuanto al filtrado de paso bajo, uso el enfoque estándar con una resistencia y un límite: en.wikipedia.org/wiki/… Definitivamente puedo escuchar el ruido más alto que se filtra, sin embargo, no puedo deshacerme del zumbido que es en frecuencias mucho más bajas.
Es probable que el zumbido de baja frecuencia no provenga de la alimentación USB. Eso suena como captación de línea eléctrica. Podría deberse al acoplamiento capacitivo del entorno o posiblemente a un bucle de tierra, dependiendo de a qué esté conectando este circuito alimentado por USB que no sea el USB.
No es el zumbido habitual de 50 Hz que tenemos aquí en Europa, es algún otro zumbido, algo así como un ruido rosa.
Pedí un regulador de voltaje fijo, una vez que funcione bien, aceptaré la respuesta

El suelo no puede tener ruido, es limpio por definición, como dice Olin. Suponga que desea filtrar su "ruido" con un capacitor, ¿a qué otro nodo conectaría el capacitor? ¿VCC? Entonces estás filtrando el ruido de Vcc, no el de tierra.

El ruido de la alimentación USB proviene principalmente de una estación de energía barata que alimenta su placa base. Hay muchas maneras de recortar ese ruido: (1) Verificando que su estación de energía tenga un cable a tierra, verificando que su tierra en la casa sea tierra real, verificando que su estación de energía haya conectado el punto medio a tierra.

(2) A continuación, podría ser una buena idea cambiar su central eléctrica barata por una central eléctrica real hecha con un transformador de voltaje. Nuestras centrales eléctricas de basura chinas modernas están hechas de conversiones de tipo ferrito a altas frecuencias, por lo que incluso al usar esa potencia, básicamente está perdiendo todas las oportunidades para impulsar la producción de audio: todos los micrófonos captarán esa basura de alta frecuencia.

Primero, necesita usar transformadores de reducción para obtener +12, +5, 0 y así sucesivamente para alimentar su placa base. Nuestras centrales eléctricas modernas hacen trampa con eso para ahorrar un dólar, todas tienen salidas de basura que le costarán cientos de dólares a continuación.