마이크 주변기기에 연결된 iPhone 도크 확장 케이블을 사용할 때 발생하는 고조파 노이즈


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iPhone 4S의 도크에 연결된 Tascam iM2 스테레오 마이크를 사용하고 있습니다. 주변 장치가 직접 연결 되어도 아무런 문제가 없습니다. 그러나 도크 확장 케이블을 사용하면 이상한 고조파 잡음이 발생합니다. 다른 제조업체의 확장 케이블을 사용해 보았으며 CableJive에서 만든 최고 등급의 dockXtender 확장 케이블조차도 소음을 유발합니다.

주변 장치에 아날로그-디지털 (내 영국 영어 곰) 변환기가 내장되어 있기 때문에 다소 이상합니다. 신호가 iPhone으로 연결되는 순수 디지털이므로 케이블에서 포착되는 아날로그 노이즈가 아닙니다. 디지털 영역에서 노이즈가 발생하는 것 같습니다. 사무실에서 오디오 샘플을 녹음하고 Matlab을 사용하여 분석했습니다. 노이즈는 진폭이 변동하지만 매우 정확한 1kHz 기본 주파수를 갖는 고조파 단지입니다. ADC는 44.1 kHz에서 샘플링하는 것으로보고 되었기 때문에 특히 고조파 노이즈가 샘플링 기간의 인거 배 배수가 아닌 주기성을 갖는 것이 이상하다. 참고로, 과거에는 일부 랩톱 사운드 카드 (특히 Vaio C1s 모델)에서 방출되는 비슷한 고조파 잡음이 들렸습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

잡음이 주파수에서 변동하지 않는 것을 감안할 때, 테스트에 따르면 여기의 정보를 기반으로 분수 지연 필터를 사용하여 전처리함으로써 문제를 해결할 수있는 것으로 나타났습니다. . . http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=951433 . . . 그러나 이것은 계산하는 데 비용이 많이 드는 필터입니다.

예방은 치료보다 낫습니다. 내 질문은이 이상한 고조파 노이즈의 기원은 무엇이며 가능한 경우 추가 필터를 구현하는 처리 전력을 낭비하지 않도록 어떻게 해결할 수 있습니까?


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이것은 흥미로운 질문이며, 당신이 하나를 얻는다면 대답에 관심이 있습니다. 언급 한 dockXtender 케이블은 모든 핀을 통과하므로 그렇게해서는 안됩니다. Tascam에서는 디지털로 사전 변환 되었기 때문에 케이블에 영향을주는 환경에서 아날로그 노이즈가 없어야합니다. 나는 당신이 이미 모든 것을 말한 것을 알고 있지만 솔직히 말이되지 않습니다.
Kyle Cronin

또한-귀하의 깃발을 따라 가면서 EE 사이트를 확인했으며 요청하면 닫힙니다. 채팅으로 적중 한 이유는 왜 차 한잔이 아닌 그들의 아이디어를 얻을 수 있는가. 여기에는 문제가 없습니다. 많은 어려운 질문에 답하지 않고 올바른 응답자를 끌어들이는 데 몇 주가 걸립니다. 중재자가 다른 사이트로의 전송을 확인하지 않으면 이동이 불편합니다.
bmike

좋아-서두르지 마라. 나를 위해 이것을 조사하는 시간과 노력을 가져 주셔서 감사합니다.
learnvst

답변:


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당신이 픽업하는 것은 USB 프레임 동기화 (대부분 접지선을 통한)의 EMI입니다 .

1 밀리 초마다 (12000 전체 대역폭 비트 시간) USB 호스트는 장치 주소 대신 11 비트 증분 프레임 번호가 포함 된 특수 SOF (프레임 시작) 토큰을 전송합니다. 이것은 등시성 데이터 흐름을 동기화하는 데 사용됩니다. 고 대역폭 USB 2.0 장치는 프레임 당 7 개의 추가 중복 SOF 토큰을 수신하며 각각 125 µs "마이크로 프레임"(각각 60000 개의 고 대역폭 비트 시간)을 제공합니다.

USB 2.0에는 PING 토큰이 추가되어 장치에 OUT / DATA 패킷 쌍을 수신 할 준비가되는지 묻습니다. 장치는 적절하게 ACK, NAK 또는 STALL로 응답합니다. 따라서 장치가 NAK로 응답한다는 것을 알고 있으면 DATA 패킷을 전송할 필요가 없습니다.

올바르게 차폐 된 연장 케이블을 사용하면이를 피할 수 있습니다. dockXtender 조차도 일부 와이어 만 차폐합니다 .

혁신적인 2 계층 차폐 시스템은 모든 비디오 및 오디오 신호를 별도의 차폐 내에 배치하여 전선을 통과하는 다른 신호의 간섭을 줄입니다.

DIY 유형의 사람이라면 고품질 차폐 와이어를 사용하여 자신의 연장 케이블을 쉽게 만들 수 있습니다. USB (전원, gnd, data +/-), 모든 GND 및 액세서리 / 직렬 (enable, rx / tx) 의 30 개 핀 중 몇 개만 연결 하면됩니다. 커넥터의 납땜도 차폐해야합니다.


"매 밀리 초 (12000 전체 대역폭 비트 시간), USB 호스트는 특수 SOF (프레임 시작) 토큰을 전송합니다."
learnvst

또한 이전에 랩탑 사운드에서 이러한 유형의 오디오 오염을들은 이유를 설명 할 수도 있습니다!
learnvst

@learnvst-USB 프레임 동기화는 1kHZ입니다. 실제로 다른 EMI 소스를 생각할 수 없습니다.
Vlad

좋은 전화, 나는 USB 프레임 동기화를 생각하지 않았다.
Adam Davis


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AD 변환이 주변 장치에서 발생하므로 잡음도 존재해야합니다.

분해를 위해 장치에 액세스하지 않으면 문제 만 추측 할 수 있지만 다음 중 하나 이상일 수 있습니다.

  • 주변 장치는 아마도 ipod 커넥터를 통해 마이크와 내부적으로 완전히 차폐되어있을 것입니다. 실링되지 않은 익스텐더 케이블을 연결하면 케이블을 통해 외부 환경 소음이 장치에 연결됩니다. 예를 들어 전력선에서 떨어진 들판 한가운데서 전기가 조용한 지역에서 테스트를 수행하는 경우이를 확인하거나 해제 할 수 있습니다.

  • 주변 장치는 "충분히 좋은"필터링 기능을 제공하지만 USB 신호에 영향을 미치지 않는 여분의 길이의 와이어 반사를 추가하면 접지 바운스 또는 기타 EMI가 발생하기 시작합니다. 오실로스코프 및 / 또는 신호 분석기 없이는이를 쉽게 테스트 할 수있는 방법이 없습니다.

  • 주변 장치에는 1kHz 스위칭 전력 변환기 (예 : 정전기 마이크, 특정 고성능 마이크를 사용하거나 "팬텀 전력"을 제공 한 경우 필요할 수 있음)가 있고 스위칭 컨버터 입력의 여분의 케이블 길이로 인해 전력 신호 반사가 발생합니다. 일반적으로 iOS 장치의 전원 필터는 전기적으로 닫힐 때 고정됩니다. 이 역시 테스트 할 특수 장비가 필요합니다.

  • 일반적으로 주변 장치의 특정 구성에서 높은 임피던스 선이 단락되어 iOS 장치가 통신을 시작하려는 방법과 전원 및 통신 측면에서 필요한 것을 알려줍니다. 임피던스가 높은 라인을 길게하면 주변 장치에 노이즈가 연결될 수 있습니다.

  • 이것은 일반적인 접지 루프 문제 일 수 있습니다. 주변 장치 끝에 올바르게 연결되지 않은 경우 더 긴 접지선 몇 개를 추가하기 만하면 이상한 전류 흐름이 발생하여 원단에 접지 노이즈가 발생할 수 있습니다.

주변 장치가 실제로 사용하는 케이블의 전선 (아마도 USB, 전원 및 직렬 전선)을 알고 있다면 필요에 맞는 케이블을 제작하여 위의 대부분의 문제를 해결할 수 있습니다. 높은 임피던스 문제를 제거하고 EMI 문제를 제거하려면 디지털 핀까지 차폐하기 위해 iOS 장치 끝에서 감지 핀을 올바르게 단락시켜야합니다. 양쪽 끝에서 적절한 접지 핀을 단락시켜야합니다 (여기서는 별도의 접지선이 필요합니다). 접지 핀을 단락시키는 올바른 방법을 결정하려면 주변 장치를 신중하게 분석해야합니다. ).

필요없는 20 개 이상의 전선을 제거하고 나머지 부분을 차폐함으로써 위의 모든 문제를 제거 할 수 있습니다.

그러나 Tascam이 자체 연장 케이블을 제공하지 않으면 길고 어려운 과정입니다. 그들에게 연락하여 결과를 보여주고 가능한 해결책을 논의하는 것이 좋습니다.


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이것은 매우 기술적 인 질문이며 문제를 문서화하는 데 상당한 노력을 기울 였다는 점을 감안할 때 Tascam 회사의 기술 지원 담당자에게 직접 문의하는 것이 좋습니다. 최소한이 문제에 대해 알고 있으면 감사하겠습니다.

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