Menghilangkan noise pada antarmuka audio USB: penyebab, trik, dan solusi nyata

Saat Anda menghubungkan antarmuka audio, synth, atau perangkat musik lainnya melalui USB ke komputer dan mulai mendengar dengungan, letupan, atau gangguan, itu adalah perasaan yang membuat frustrasi. Ini adalah masalah yang jauh lebih umum daripada yang terlihat., dan tidak membedakan antara merek atau rentang: hal ini terjadi pada antarmuka, pengontrol, synthesizer, dan hampir semua peralatan yang menerima daya atau data melalui USB.

Akar masalahnya hampir selalu terletak pada bagaimana daya dan data bergerak bersama melalui kabel USB. Pada kabel yang sama, saluran 5V (dan ground) hidup berdampingan dengan D+ dan D-, dan daya yang disuplai oleh komputer tidak dirancang dengan mempertimbangkan audio fidelitas tinggi, melainkan dengan mouse, keyboard, memori, dan periferal lain yang tidak terlalu menuntut. Inilah sebabnya mengapa suara dari aktivitas internal komputer (CPU, kipas, konverter switching) dan perangkat lain yang terhubung masuk. Selanjutnya, kita akan mempelajari semua tentang Cara menghilangkan noise dari antarmuka audio USB. 

Mengapa suara USB muncul pada peralatan audio

Di dalam kabel USB standar terdapat empat konduktor: merah (5V), hitam (ground), putih (data-) dan hijau (data+). Kuncinya adalah bahwa saluran 5V yang berasal dari komputer biasanya “kotor”, dengan suara-suara palsu yang tumpang tindih yang disebabkan oleh peralatan itu sendiri dan periferalnya. Kotoran ini terhubung ke sistem audio, menghasilkan dengungan, desisan, atau gangguan yang terkadang bervariasi tergantung pada beban prosesor atau bahkan kecepatan kipas.

Fenomena ini tidak hanya terjadi pada merek tertentu: cepat atau lambat, banyak pengguna akan mengalaminya. Hal yang benar-benar membuat frustrasi adalah hal itu merusak pengalaman dan kualitas., terutama dalam lingkungan perekaman, pemantauan langsung atau kritis di mana dengungan tidak lagi dapat diterima.

Selain itu, ada faktor yang memberatkan: beberapa suara bertambah keras saat menyentuh bagian logam, tali, atau bahkan lantai, tergantung pada bagaimana massa tersebut dirujuk. Jika sistem “memperhatikan” tubuh Anda, ia dapat mengubah tingkat kelembapan., sesuatu yang sesuai dengan 50/60 Hz dan harmoniknya saat ada loop tanah atau perbedaan potensial antara peralatan.

Seolah itu belum cukup, beberapa kabel menyertakan cincin ferit sebagai standar dan tidak menghasilkan keajaiban: Ferit membantu mengatasi interferensi frekuensi tinggi, tetapi mereka tidak dapat berbuat banyak untuk mengatasi dengungan frekuensi rendah yang disebabkan oleh catu daya/grounding. Oleh karena itu, meskipun berkontribusi, mereka jarang menyelesaikan kasus-kasus ini sendiri.

Mengapa hub bertenaga tidak selalu menyelesaikan masalah

Reaksi yang umum adalah dengan melakukan interkalasi hub USB dengan catu daya sendiriAda baiknya kita pikirkan: jika hub "menyalurkan" daya, mungkin gangguan komputer tidak akan muncul lagi. Masalahnya adalah banyak hub yang mengabaikan daya host. dengan bus lainnya, sehingga 5V “kotor” masih ada dan gangguan tetap ada.

Apakah ini berarti hub bertenaga listrik tidak akan pernah berfungsi? Belum tentu. Jika Anda sudah memilikinya, cobalah karena terkadang itu membantu, tetapi sebaiknya jangan anggap remeh. Banyak model tidak mengisolasi catu daya dari host, dan meskipun memiliki catu daya eksternal, mereka tidak memutus jalur masuknya kebisingan.

Solusi kabel Y: memisahkan data dan daya

Alternatif paling mudah adalah dengan memisahkan daya dari data secara fisik, sehingga komputer hanya “berbicara” dengan perangkat, tetapi tidak memberinya daya. Hal ini dicapai dengan kabel Y yang siap audio USB., dengan tiga konektor: satu ke komputer (data tanpa 5V), satu lagi ke sumber daya (PWR) dan yang ketiga ke antarmuka/synth Anda.

Pada kabel ini, sinyal yang menuju komputer harus membawa hanya D+ dan D- (hijau dan putih), membiarkan kabel merah 5V terputus. Perhatikan labelnya: biasanya tertera “PC” dan “PWR” untuk membedakan apa yang ada di setiap sisi. Tidak semua konektor tipe Y di pasaran cocok: banyak yang dirancang untuk penggunaan lain dan menjaga daya tetap terhubung di tempat yang tidak seharusnya.

Jika Anda memiliki Y dan Anda tidak merasakan adanya perbaikan, ada tes yang jelas: Potong kabel merah pada bagian yang menuju ke komputerDengan memutus 5V tersebut dari host, Anda memastikan perangkat tidak dialiri daya oleh port tersebut, sehingga menghilangkan jalur gangguan tersebut. Dari sana, Anda akan memberi daya pada perangkat dari sumber terpisah.

Cara membuat kabel sendiri (DIY) langkah demi langkah

Jika Anda seorang penggemar DIY, Anda dapat mengubah kabel ekstensi USB pria/wanita menjadi kabel data tanpa daya ke komputer Anda, dan juga menambahkan input ekstra untuk menyuntikkan 5V bersih ke perangkat. Keuntungan DIY adalah Anda memilih konektor dan panjang sesuai keinginan Anda., dan Anda tahu persis apa yang terhubung dan apa yang tidak.

Saat Anda membuka kabelnya, Anda akan melihat jalinan kawat dan lapisan logam. Keduanya berfungsi sebagai pelindung. Di dalamnya, Anda akan menemukan empat konduktor penting: merah (5V), hitam (ground), putih (D-), dan hijau (D+). Pekerjaan ini terdiri dari “memutus” 5V di bagian menuju komputer: Jangan hubungkan kabel merah pada sisi itu, dan hanya biarkan data lewat.

Untuk menjaga kabel rutin Anda, sebaiknya gunakan kabel ekstensi yang murah. Dengan gunting dan pita isolasi Anda sudah cukupLepaskan penutup dengan hati-hati, pisahkan jaring dan foil, identifikasi kabelnya, dan potong kabel merah pada titik kontaknya. Isolasi ujung-ujungnya dengan baik agar tidak ada yang terbuka atau dapat disentuh.

Dan massa (hitam)? Ada nuansa di sini. Transmisi USB memiliki data yang seimbang, tetapi ground adalah referensinyaDalam banyak kasus, sebaiknya tetap dipertahankan. Jika loop masih terjadi atau gangguan tidak mereda, Anda dapat mencoba untuk tidak menghubungkan kabel hitam ke komputer sebagai "ground lift" (mirip dengan yang terdapat pada banyak kotak DI). Namun, kecuali benar-benar diperlukan, umumnya lebih baik untuk tetap menggunakan ground bersama.

Setelah komputer tidak lagi menyediakan 5V, komputer akan membutuhkan daya dari suatu tempat. Di sinilah konektor ketiga Y berperan.Hubungkan 0V dan 5V dari catu daya eksternal ke kabel hitam dan merah pada bagian yang mengarah ke perangkat. Anda dapat mengambil kabel USB untuk mendapatkan konektor male yang akan menuju catu daya dan menyambungkan/menyoldernya jika perlu.

Menyolder atau memutar kabel? Menyolder memang lebih baik, tapi kalau kamu belum mahir, pembungkus yang bagus dengan lapisan pita isolasi yang tebal dapat membantu Anda keluar dari situasi sulit. Pastikan sambungannya kuat, sebaiknya dilindungi dengan heat shrink, dan tidak menyebabkan korsleting atau kehilangan pelindung yang fatal.

Kabel komersial dan kesalahan umum saat membelinya

Beberapa produsen menyertakan kabel "data di satu ujung, daya di ujung lainnya" ini pada produk mereka, dan pilihan ini juga tersedia di toko dan pasar. Kendala terbesarnya adalah deskripsinya sering kali tidak jelas., dan sebagian besar Y di pasaran mempertahankan 5V pada kedua lengannya karena tujuannya adalah untuk “menjumlahkan” arus, bukan memisahkannya.

Saat membeli, carilah spesifikasi yang menunjukkan bahwa salah satu ujung, yang menuju ke host, tidak tersambung ke daya. Jika Anda melihat bahwa "host" diberi label hanya data atau "tidak ada daya", itu pertanda baik.Meski begitu, periksalah dengan cermat, karena apa yang ditawarkan penjual tidak selalu sesuai dengan apa yang sebenarnya Anda terima.

Kesalahan umum lainnya adalah menemukan produk yang sebenarnya merupakan hub dan bukan kabel. Hub menambahkan logika dan kompatibilitas di antara keduanyaIni mungkin berhasil, tetapi antarmuka/synth Anda mungkin tidak berfungsi melalui hub dan memerlukan host langsung (terutama dengan banyak perangkat audio/MIDI). Dan jika menggunakan konektor ponsel biasa di sisi "host", mungkin tidak berfungsi dengan komputer Anda.

Isolator USB: alternatif efektif dengan perlindungan tambahan

Selain kabel Y, ada solusi yang sangat efektif: isolator USB. Mereka bertindak sebagai penghalang galvanik antara komputer dan perangkat., memotong jalur kebisingan dan, dalam prosesnya, menawarkan perlindungan terhadap lonjakan daya dan masalah listrik lainnya.

Selama bertahun-tahun harganya mahal, tetapi sekarang harganya telah turun cukup banyak. Ada model dari berbagai merek; salah satu yang direkomendasikan oleh pengguna adalah model dari Olimex., yang harganya naik dari sekitar €60 menjadi jauh lebih terjangkau. Jika Anda lebih suka menghindari pemasangan sendiri atau membutuhkan isolasi total, isolator biasanya merupakan pilihan yang aman.

Kasus nyata: apa yang diajarkannya kepada kita dan bagaimana cara mendekati diagnosisnya

Contoh 1: Focusrite Scarlett 2i2 USB 2.0 yang terhubung melalui USB-C ke laptop Lenovo P-51. Pengguna merasakan dengungan 60 Hz yang jelas, lebih kuat saat menyentuh senar dan saat meletakkan kaki telanjang di lantai betonDengan alas karet, kebisingan akan berkurang, tetapi tidak hilang.

Mereka telah memeriksa kabel internal gitar (tidak ada ground loop yang terlihat), mencoba dok Anker PowerExpand 7-in-1 (tidak ada kabel daya yang diarde), dan menggunakan iFi iDefender+ tetapi tidak ada hasil, juga tanpa input daya yang diarde. Sangat sulit menemukan dok USB dengan ground asli di sumbernya., dan ini membatasi efektivitasnya dalam kasus-kasus ini. Mereka juga belum mencoba outlet atau laptop lain, karena kurangnya kemampuan logistik.

Petunjuk skenario ini menunjukkan: jika dengungan meningkat saat Anda menyentuh tali atau lantai, Terdapat referensi massa yang “berpikiran sempit” atau perbedaan potensialIsolator USB atau kabel Y yang memutus 5V host (dan memberinya daya dari sumber yang bersih, dan jika memungkinkan, diarde) sering kali menjadi solusinya. Mencoba stopkontak lain di sirkuit yang berbeda juga bisa menjadi petunjuk, meskipun hal ini tidak selalu memungkinkan di rumah.

Contoh 2: Behringer Pro 800 terhubung melalui USB ke PC, sementara audionya masuk ke antarmuka Universal Volt, juga melalui USB. Cukup dengan menghubungkan port USB Pro 800, kebisingan muncul di sistemKabel sudah memiliki cincin ferit dan pentanahan casing PC tidak menggerakkan jarum.

Kasus ini sesuai dengan noise daya/ground yang dibagi “klasik” saat menambahkan . Praktik yang disarankan adalah mengisolasi 5V dari host ke Pro 800 dengan Y khusus data ke komputer plus catu daya terpisah, atau langsung memasang isolator USB. Ferit tidak banyak membantu mengatasi dengungan 50/60 Hz; dan membumikan casing PC tidak selalu menyelesaikan masalah jika jalur derau adalah bus USB itu sendiri.

Daftar periksa tindakan praktis (dari yang paling tidak mengganggu hingga yang paling mengganggu)

Sebelum Anda mencoba sendiri, ada urutan pengujian yang logis. Idenya adalah untuk mengisolasi penyebabnya dengan upaya seminimal mungkin. dan, jika tidak berhasil, beralihlah ke solusi yang lebih “bedah”.

• Cobalah hub bertenaga jika Anda sudah memilikinya, dan ketahui batasannya. Jika hub tidak mengisolasi 5V dari host, hal itu mungkin tidak membantu., tetapi terkadang mengurangi kebisingan.
• Jika Anda memiliki perangkat USB jenis “defender” atau “filter”, gunakan hanya dengan sumber daya eksternal yang dibumikan ke input dayanya. Tanpa tanah nyata, dampaknya mungkin marginal..
• Tukar port dan kabel. Beberapa port kurang “berisik” dibandingkan port lainnya, dan kabel yang tidak terlindungi dengan baik membuat semuanya menjadi lebih buruk.
• Bila memungkinkan, cobalah stopkontak atau kabel ekstensi yang lain. Rangkaian yang berbeda mungkin memiliki perbedaan potensial yang lebih kecil antar daratan.
• Hindari hub jika peralatan audio/MIDI Anda tidak mendukungnya. Ada perangkat yang memerlukan host langsung dan gagal dengan perantara.
• Terapkan kabel Y yang benar: data ke PC tanpa 5V dan daya eksternal ke perangkat. Ini adalah solusi yang paling efektif dan dapat diulang tanpa memasuki isolasi galvanik.
• Pertimbangkan isolator USB jika Anda ingin menghentikan kebisingan sejak awal. Ini juga menambahkan proteksi lonjakan arus..

Detail teknis yang membuat perbedaan

Saat menyuntikkan energi eksternal, gunakan sumber yang stabil dan berkualitas. Pengisi daya ponsel yang layak biasanya sudah cukup., tetapi lebih baik jika berasal dari merek ternama dengan penyaringan yang baik. Meskipun Anda tidak membutuhkan sumber "audiophile" yang mistis, penting agar sumber tersebut tidak menambah lebih banyak noise daripada yang dihilangkannya.

Saat Anda memotong kabel merah pada Y buatan Anda, hormati pelindung dan penyaringannya. Cobalah untuk memasang kembali kasa dan lembaran untuk menutupi sambungan., dan jangan memperpanjang bagian "terbuka" terlalu lama. Area permukaan yang lebih sedikit terbuka berarti lebih sedikit gangguan.

Jika Anda bereksperimen dengan “ground lift” pada kabel hitam menuju komputer, lakukanlah dengan hati-hati. Dalam beberapa pengaturan, menghilangkan ground umum dapat menstabilkan dengungan, tetapi pada kasus lain, hal ini memutus referensi dan menyebabkan hilangnya komunikasi. Prioritaskan mempertahankan massa kecuali jika ada bukti yang dapat dipertanggungjawabkan.

Periksa label pada setiap Y yang Anda beli dengan sangat hati-hati. Hanya karena salah satu ujungnya bertuliskan “PWR” tidak menjamin bahwa ujung “PC” tidak memiliki 5V.Cari indikasi eksplisit “hanya data,” “tidak ada daya,” atau yang serupa; jika tidak, asumsikan 5V mungkin masih ada.

Kesalahan umum dan cara menghindarinya

Percaya bahwa semua ferit memperbaiki dengungan 50/60 Hz. Tidak: Ferit untuk frekuensi tinggi; berguna terhadap RF, tidak efektif terhadap dengungan listrik dan loop tanah.

Beli kabel Y pertama dan asumsikan kabel itu memisahkan daya. Banyak Y yang dirancang untuk menjumlahkan arus dari dua port., agar tidak memutus daya host. Periksa lembar data atau gunakan multimeter.

Asumsikan bahwa hub “bertenaga” mengisolasi 5V. Sebagian besar melewati daya hostHanya beberapa model atau konfigurasi spesifik yang benar-benar sesuai.

Gunakan hub ketika peralatan memerlukan hosting langsung. Dengan perangkat audio/MIDI tertentu, hub menambahkan ketidakcocokan dan itu bukanlah solusi.

Menolak aksesori apa pun karena "tidak berfungsi apa pun" tanpa memberinya daya/mentanahkannya dengan benar. Jika filter/pelindung memerlukan input daya yang dibumikan dan Anda tidak memberikannya kepadanya, ruang geraknya pun menjadi terbatas.

Tanda-tanda bahwa Anda berada di jalur yang benar

Jika, setelah memutus aliran listrik 5V ke komputer dan menyalakannya dari sumber eksternal, gangguan tersebut berkurang drastis, Anda telah mengidentifikasi akar permasalahannya. Ketika dengungan berubah ketika menyentuh senar atau lantai dan kemudian menghilang dengan Y atau isolator, biasanya dipastikan bahwa jalur noise adalah daya/ground USB.

Jika Anda dapat membungkam sistem tanpa menyentuh apa pun dengan isolator USB, Anda juga telah tepat sasaran. Perangkat ini bekerja dengan sangat baik ketika masalahnya adalah referensi tanah. atau kopling dengan bus.

Jika hub bertenaga tidak mengubah apa pun atau malah memperburuk keadaan, jangan heran. Ini bukan alat yang ideal untuk memutus 5V dari host., itulah sebabnya kabel Y dan isolatornya menonjol.

FAQ Singkat

Apakah pengisi daya ponsel apa pun dapat memberi daya pada terminal Y? Umumnya, ya, jika memberikan tegangan 5V yang stabil dan arus mA yang cukup. Lebih baik merek yang terpercaya dengan penyaringan yang baik agar tidak menimbulkan kebisingan lagi.

Bisakah saya menggunakan adaptor Y yang dibeli hanya untuk data jika perangkat saya juga menggunakan daya USB? Ya, selama Anda memasukkan daya 5V melalui konektor PWR. Tanpa daya ekstra itu, peralatan tersebut mungkin tidak dapat menyala. atau putuskan sambungan.

Bagaimana cara mendeteksi proses mana yang mencegah saya mengeluarkan drive USB yang "sedang digunakan" meskipun tidak ada yang terbuka? Kami ceritakan semuanya pada tautan ini.

Apakah Y yang "menjumlahkan" arus dari dua port bagus? Tidak untuk ini. Y tersebut memberikan lebih banyak ampere, tetapi tidak memutus 5V dari host., yang merupakan hal yang perlu Anda hindari.

Apakah isolator USB berbahaya? Model yang bagus aman dan dilengkapi proteksi lonjakan arus. Periksa spesifikasi dan batas arus untuk memastikannya menutupi peralatan Anda.

Bagaimana jika saya masih mengalami gangguan setelah semua ini? Pastikan tidak ada jalur ground lain untuk audio analog (jack, XLR, dll.). Terkadang loop berada di koneksi analog, tidak hanya pada USB. Kotak DI dengan ground lift dapat membantu di area tersebut.

Jika Anda sudah sampai sejauh ini, Anda pasti sudah tahu mengapa gangguan muncul pada peralatan audio USB, mengapa hub berdaya bukan solusi sempurna, dan cara memisahkan "daya" dari "data" dengan kabel Y atau menghilangkannya sama sekali dengan isolator USB. Kasus Focusrite Scarlett 2i2 pada Lenovo P-51 dan Behringer Pro 800 dengan Universal Volt menggambarkan masalah dengan sempurna dan mengonfirmasi bahwa memotong host 5V atau mengisolasi bus adalah tindakan yang benar-benar mengubah permainan.