¿Por qué mi fuente de alimentación USB de 5 V no necesita conexión a tierra?

Cada pequeña fuente de alimentación de 5 V CC (estilo de verruga de pared) que veo tiene el Europlug estándar de 2 clavijas, es decir, sin conexión a tierra. Incluso aquellos con un enchufe británico de 3 clavijas solo usan una clavija de plástico para conexión a tierra.

Antecedentes: estoy alimentando una pequeña placa ARM con una fuente de alimentación de este tipo (enchufe micro-USB) y obtengo un zumbido de red en un micrófono. Sin embargo, tan pronto como conecto la tierra de mi osciloscopio, el zumbido desaparece. También intenté usar una fuente de alimentación un poco más grande, en un gabinete de metal pequeño, con conexión a tierra: el mismo resultado, sin zumbidos.

¿Por qué la verruga de la pared no tiene suelo y hay una forma segura de evitarla?

¿Qué le parece alimentar su placa ARM desde un banco de energía USB y usarla en el exterior, lejos de cualquier edificio que tenga suministro eléctrico ? ¡Mi predicción es que no habrá ningún zumbido! Sin embargo, tampoco hay conexión a tierra. Mi punto: en su escenario particular, el zumbido se resuelve haciendo una conexión a tierra. Eso no significa que ARMboard solo pueda funcionar correctamente con una conexión a tierra. Un teléfono inteligente también tiene micrófonos y no necesita una conexión a tierra para captar el sonido sin zumbidos.
No lo necesita (por seguridad y para la mayoría de las aplicaciones) porque tiene doble aislamiento. (Mire su etiqueta; debería ver el símbolo de caja en caja). La forma de evitarlo es proporcionar una conexión a tierra adecuada, por ejemplo, usar la otra fuente de alimentación.
Sí, tiene el símbolo de caja en caja de clase II, nunca se me ocurrió comprobarlo. He probado un par, todos lo tienen y no hay partes metálicas expuestas, por supuesto. Omitir la conexión a tierra en esas verrugas de la pared parece un ahorro innecesario, y el siguiente tamaño de PSU es el "ladrillo" de la computadora portátil con un enchufe IEC320.
Caballos para cursos: no están destinados a hacer lo que quieras.
¿Quiere decir que están pensados ​​como cargadores de batería o de teléfono, no como fuentes de alimentación? sí, supongo que es cierto, aunque también es un caso de uso bastante típico. También se venden a menudo específicamente para, por ejemplo, placas ARM y Arduino.

Respuestas (1)

Las verrugas de pared, aunque están aisladas de tierra, tienden a tener un aislamiento de RF deficiente y los campos de frecuencia de conmutación tienden a inducirse en los cables de micrófono de alta impedancia debido a un equilibrio deficiente o CMRR, relación de rechazo de modo común.

Existen varios métodos que se han encontrado efectivos para reducir esto. Algunos se realizan en el SMPS con tapas de RF cruzadas para cancelar el acoplamiento electromagnético de la corriente principal. Otros se hacen comúnmente con chokes toroidales de alto mu CM moldeados en el cable del micrófono. Otros se benefician de los límites de RF de 0 V a través de cables de interfaz con conexión a tierra a periféricos como monitores analógicos.

Puede probar el suyo con varias tapas a tierra para determinar dónde comienza la atenuación y, por lo tanto, calcular el punto medio de potencia de igual impedancia -3dB, que está cerca del umbral de percepción para los cambios de potencia (aprox. en bruto)

Hay muchos más métodos, como tipos de cable, par balanceado blindado y amplificadores diferenciales. La pérdida de CMRR generalmente está en el tipo de cable y el blindaje o el uso de múltiples SMPS en un sistema conectado, por lo que las rutas de corriente a tierra son una preocupación. (Tierra aquí solo significa 0V)

También puede intentar cambiar la energía a suministros regulados lineales y mantenerse alejado de campos de dispersión SMPS fuertes.

Espero que esto te de algunas ideas.

Gracias: he visto las mayúsculas cruzadas en el SMPS que mencioné, y ese enfoque parece funcionar. También probé el par balanceado blindado para el micrófono, aunque no ayudó. Preferiría mucho más apegarme a la fuente de alimentación de estilo Wallwart, simplemente no puedo encontrar ninguna con un conector a tierra. (Enchufe suizo T12)
¿Cómo medir la variación en el zumbido manteniendo la mano en 0V y el micrófono? ¿Se utiliza algún otro método para aumentar la impedancia CM? ¿Es diafonía de portadora modulada en línea o banda base?
Creo que es modulada en línea, de baja frecuencia. El micrófono (de un teléfono analógico antiguo) se conecta directamente a la placa/códec ARM. (Nanopi Neo Air), no hay otros circuitos involucrados.
¿Puedes inyectar hum para cancelarlo o usar un filtro de muesca? o usar un estrangulador CM grande?
Es un cable USB delgado estándar, pero posiblemente podría abrirlo, sí. Podría valer la pena sacrificar un cable USB para probar un estrangulador como ese.
Los estranguladores de concha existen pero dependen de f y Z
si tocar el cuerpo del micrófono ayuda, es un problema de CM, si es peor, es un problema de bucle de tierra con múltiples suministros
Tocar el micrófono con el dedo duplica aproximadamente el volumen del zumbido. Entonces, como se sospechaba, un problema de bucle de tierra. Si tan solo pudiera encontrar una verruga de pared de 5 V CC con una clavija de tierra.
¿Tienes alguna PC cerca o fuente de alimentación? o pase un cable magnético desde el tornillo del panel con una orejeta de anillo
Sí, tengo una computadora portátil justo al lado, pero he intentado moverla, tal vez a 1 metro de distancia. Por cierto, alimentar la placa ARM desde un puerto USB en la computadora portátil también me da cero zumbidos.
hasta que enchufas el cargador...
El cargador se ha quedado enchufado cuando he probado la alimentación USB del portátil. También he usado cuatro cargadores diferentes, el mismo problema con todos.
¿Por qué mi fuente de alimentación USB de 5 V no necesita conexión a tierra?
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