Se introdujo ruido armónico cuando se usa un cable de extensión de base para iPhone conectado a un micrófono periférico

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Estoy usando un micrófono estéreo Tascam iM2 conectado a la base de un iPhone 4S. Cuando el dispositivo periférico está conectado directamente, no hay problema. Sin embargo, cuando uso un cable de extensión de muelle, se introduce un ruido armónico extraño. He intentado cables de extensión de diferentes fabricantes, e incluso el cable de extensión dockXtender altamente calificado fabricado por CableJive introduce el ruido.

Esto es algo extraño ya que el convertidor analógico a digital (bear with my British English) está integrado en el dispositivo periférico. Este no es un ruido analógico captado en el cable, ya que la señal es digital pura en la ruta al iPhone. El ruido parece ser introducido en el dominio digital. Grabé una muestra de audio en mi oficina y la analicé utilizando Matlab. El ruido fluctúa en amplitud, pero es claramente un complejo armónico con una frecuencia fundamental muy precisa de 1 kHz. Según se informa, el ADC muestrea a 44.1 kHz, por lo que es particularmente extraño que el ruido armónico llegue con una periodicidad que ni siquiera es un múltiplo intiger del período de muestreo. Como nota al margen, he escuchado un ruido armónico similar en el pasado emitido por algunas tarjetas de sonido de computadoras portátiles (específicamente los modelos Vaio C1s).

Dadoqueelruidonuncafluctúaenlafrecuencia,laspruebashandemostradoquepuedosolucionarelproblemamedianteunpreprocesamientoconunfiltroderetardofraccionalbasadoenlainformaciónaquí... enlace . . . pero este es un filtro computacionalmente costoso de implementar.

Es mejor prevenir que curar. Mi pregunta es, ¿cuál es el origen de este extraño ruido armónico y, si es posible, cómo lo soluciono para que no tenga que desperdiciar energía de procesamiento implementando un filtro adicional?

    
pregunta learnvst 09.03.2012 - 21:21

3 respuestas

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Lo que estás captando es EMI de sincronización de trama USB (probablemente a través del cable de tierra):

  

Cada milisegundo (12000 veces de bit de ancho de banda completo), el host USB transmite un token SOF (inicio de trama) especial, que contiene un número de trama incremental de 11 bits en lugar de una dirección de dispositivo. Esto se utiliza para sincronizar flujos de datos isócronos. Los dispositivos USB 2.0 de alto ancho de banda reciben 7 tokens SOF duplicados adicionales por trama, cada uno de los cuales introduce una "microframe" de 125 µs (60000 bits de ancho de banda alto cada uno).

     

USB 2.0 agregó un token PING, que le pregunta al dispositivo si está listo para recibir un par de paquetes OUT / DATA. El dispositivo responde con ACK, NAK o STALL, según corresponda. Esto evita la necesidad de enviar el paquete de DATOS si el dispositivo sabe que solo responderá con NAK.

Esto podría evitarse con un cable de extensión blindado adecuadamente. Tenga en cuenta que incluso dockXtender solo protege algunos de los cables :

  

Un revolucionario sistema de blindaje de 2 niveles coloca todas las señales de video y audio dentro de un blindaje separado para reducir la interferencia de las otras señales que viajan a través del cable.

Si eres el tipo de persona DIY, debería ser bastante fácil hacer tu propio cable de extensión utilizando cables blindados de alta calidad. Probablemente solo necesite conectar algunos de los 30 pines : USB (power, gnd, data +/- ), todas las GND y quizás accesorios / serie (habilitar, rx / tx). Asegúrese de proteger también la soldadura en el conector.

    
respondido por el Vlad 21.03.2012 - 13:31
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Dado que la conversión A-D está ocurriendo en el extremo periférico, entonces el ruido también debe existir allí.

Sin acceso al dispositivo para el desmontaje, solo puedo adivinar el problema, pero es probable que se deba a uno o más de los siguientes:

  • El periférico probablemente esté totalmente protegido internamente de los micrófonos a través del conector para iPod. Cuando se conecta un cable extensor sin estropear, el ruido ambiental externo se acopla al dispositivo a través del cable. Es posible que pueda confirmar o descartar esto si realiza pruebas en áreas eléctricamente silenciosas, por ejemplo, en medio de un campo alejado de líneas eléctricas.

  • El periférico tiene un filtro "lo suficientemente bueno", pero una vez que agregue la longitud adicional de los reflejos de los cables, que no afectan la señal del USB, comience a causar un rebote en la tierra u otra EMI. No hay una manera fácil de probar esto sin un osciloscopio y / o un analizador de señales.

  • El periférico tiene un convertidor de potencia de conmutación de 1 kHz (que puede ser necesario si, por ejemplo, utiliza micrófonos electrostáticos, ciertos micrófonos de alto rendimiento o "alimentación fantasma") y la longitud de cable adicional en el convertidor de conmutación la entrada da como resultado reflejos de la señal de alimentación que normalmente serían bloqueados por los filtros de energía del dispositivo iOS cuando se cierran eléctricamente. Esto también requeriría equipo especializado para probar.

  • En general, las líneas de alta impedancia están cortocircuitadas en ciertas configuraciones en el periférico para decirle al dispositivo iOS cómo planea comenzar a comunicarse y qué requiere en términos de energía y comunicaciones. Es posible que al alargar esas líneas, al ser de alta impedancia, se combine el ruido en el periférico.

  • Esto podría ser un problema típico de bucle de tierra. El simple hecho de agregar varios cables de tierra más largos, si no están conectados correctamente en el extremo periférico, causará un flujo de corriente impar y puede generar ruido de tierra en el extremo lejano.

Si sabe qué cables en el cable usa realmente el periférico (probablemente USB, alimentación y los cables en serie), probablemente pueda diseñar un cable que se adapte a sus necesidades y elimine la mayoría de los problemas anteriores. Tendría que acortar los pines de detección correctamente en el extremo del dispositivo iOS para eliminar el problema de alta impedancia y proteger incluso los pines digitales para eliminar los problemas de EMI. Deberá hacer un cortocircuito de los pines de conexión a tierra apropiados en ambos extremos (tenga cuidado aquí, en algunos casos desea un cable de conexión a tierra separado; nuevamente, se debe hacer un análisis cuidadoso del periférico para determinar la forma correcta de pines de conexión a tierra cortos. ).

Al eliminar los más de 20 cables que no necesita, y al proteger el resto, es posible que pueda eliminar todos los problemas anteriores.

Sin embargo, a menos que Tascam salga con su propio cable de extensión, es un proceso largo y difícil. Sugeriría contactarlos, mostrarles sus resultados y discutir posibles soluciones con ellos.

    
respondido por el Adam Davis 20.03.2012 - 18:24
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Dado que esta es una pregunta muy técnica y que ha realizado un trabajo considerable para documentar el problema, le sugiero que lo aborde directamente con el personal de soporte técnico de la empresa Tascam. Al menos, apreciarían saber sobre este problema.

    
respondido por el user9290 18.03.2012 - 02:42

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