ביטול רעשים בממשקי שמע USB: סיבות, טריקים ופתרונות אמיתיים

כשאתם מחברים ממשק שמע, סינתיסייזר או כל מכשיר מוזיקלי אחר דרך USB למחשב ומתחילים לשמוע זמזומים, פקיעה או הפרעות, זו תחושה מתסכלת. זוהי בעיה נפוצה הרבה יותר ממה שנראה., והוא לא מבחין בין מותגים או טווחים: זה קורה לממשקים, בקרים, סינתיסייזרים וכמעט כל ציוד שמקבל חשמל או נתונים דרך USB.

שורש הבעיה כמעט תמיד טמון באופן שבו חשמל ונתונים עוברים יחד דרך כבל ה-USB. באותו כבל, קו ה-5V (והארקה) מתקיים יחד עם D+ ו-D-, והחשמל המסופק על ידי המחשב לא תוכנן תוך מחשבה על שמע באיכות גבוהה, אלא עבור עכברים, מקלדות, זיכרון וציוד היקפי אחר בעל דרישת חשמל נמוכה. זו הסיבה שרעשים מהפעילות הפנימית של המחשב (מעבד, מאווררים, ממירים) ומכשירים מחוברים אחרים מתגנבים פנימה. בהמשך, נלמד הכל על כיצד להסיר רעשים מממשק שמע USB. 

מדוע מופיע רעש USB בציוד שמע

בתוך כבל USB סטנדרטי ישנם ארבעה מוליכים: אדום (5V), שחור (ארקה), לבן (נתונים-) וירוק (נתונים+). המפתח הוא שקו ה-5V שמגיע מהמחשב הוא בדרך כלל "מלוכלך"., עם רעשים מזויפים המותקנים על גבי הציוד עצמו ומהציוד ההיקפי שלו. לכלוך זה מתחבר למערכת השמע, ויוצר זמזומים, לחישה או הפרעות שלפעמים משתנות בהתאם לעומס המעבד או אפילו למהירות המאוורר.

תופעה זו אינה בלעדית למותג מסוים: במוקדם או במאוחר, משתמשים רבים יחוו אותה בסופו של דבר. הדבר המתסכל באמת הוא שזה הורס את החוויה והאיכות., במיוחד בסביבות הקלטה, ניטור חי או קריטיות שבהן זמזום אינו מקובל עוד.

בנוסף, ישנו גורם מחמיר: רעשים מסוימים מתגברים בעת נגיעה בחלקי מתכת, חוטים או אפילו הרצפה, תלוי באופן שבו מתייחסים למסות. אם המערכת "שמה לב" לגוף שלך, היא יכולה לשנות את רמת הלחות., משהו שמתאים לתדר האופייני של 50/60 הרץ ולהרמוניות שלו כאשר יש לולאות הארקה או הבדלי פוטנציאלים בין ציוד.

כאילו זה לא מספיק, חלק מהכבלים כוללים טבעות פריט כסטנדרט ואינם מחוללים ניסים: פריטים מסייעים בהפרעות בתדר גבוה, אך הם יכולים לעשות מעט מאוד כדי לטפל בזמזום בתדר נמוך הנגרם על ידי ספקי כוח/האקה. לכן, למרות שהם תורמים, הם לעיתים רחוקות פותרים מקרים אלה בעצמם.

למה רכזת מתח לא תמיד פותרת את הבעיה

תגובה נפוצה היא אינטרקלציה רכזת USB עם ספק כוח משלההגיוני לחשוב על זה: אם הרכזת "תספק" את החשמל, אולי רעש המחשב יפסיק להגיע. הבעיה היא שרב מהרכזות מעקפות את אספקת החשמל של המארח. עם שאר האפיק, כך ש-5V "מלוכלך" עדיין נוכח והרעש נמשך.

האם זה אומר שמרכזת חשמלית אף פעם לא עובדת? לא בהכרח. אם כבר יש לך אחד כזה, נסה אותו כי לפעמים זה עוזר, אבל עדיף לא לקחת את זה כמובן מאליו. דגמים רבים אינם מבודדים את ספק הכוח מהמארח, וגם אם יש להם ספק כוח חיצוני, הם לא חוסמים את הנתיב שדרכו רעש יכול לחדור.

פתרון כבל Y: הפרדת נתונים וחשמל

החלופה הפשוטה ביותר היא להפריד פיזית בין החשמל לנתונים, כך שהמחשב רק "ידבר" עם המכשיר, אך לא יפעיל אותו. זה מושג באמצעות כבל Y מוכן לאודיו USB., עם שלושה מחברים: אחד הולך למחשב (נתונים ללא 5V), אחר למקור חשמל (PWR) והשלישי לממשק/סינתיסייזר שלך.

בכבלים אלה, האות העובר למחשב חייב לשאת אך ורק D+ ו- D- (ירוק ולבן), ולהשאיר את חוט ה-5V האדום מנותק. התבונן בתווית: בדרך כלל מופיעים שם "PC" ו-"PWR" כדי להבדיל בין מה שנכנס לכל צד. לא כל המחברים מסוג Y בשוק מתאימים: רבים מהם מיועדים לשימושים אחרים ושומרים על החשמל מחובר במקום שאינו אמור להיות.

אם יש לך תוצאה Y ואתה לא מבחין בשיפור, יש מבחן ברור: חתוך את החוט האדום בחלק שמגיע למחשבעל ידי הסרת 5V מהמארח, אתם מבטיחים שהמכשיר לא יופעל מהפורט, ובכך מבטלים את נתיב הרעש הזה. משם, תפעילו את המכשיר ממקור נפרד.

איך להכין כבל בעצמך (עשה זאת בעצמך) שלב אחר שלב

אם אתם חובבי עשה זאת בעצמך, תוכלו להמיר כבל מאריך USB זכר/נקבה לכבל נתונים ללא חשמל למחשב שלכם, וגם להוסיף כניסה נוספת כדי להזריק 5V נקי למכשיר. היתרון של עשה זאת בעצמך הוא שאתה בוחר מחברים ואורכים לטעמך., ואתה יודע בדיוק מה קשור ומה לא.

כשפותחים את הכבל, תראו רשת של חוטים ונייר מתכת. שניהם משמשים כמגן. בפנים, תמצאו את ארבעת המוליכים החשובים: אדום (5V), שחור (ארקה), לבן (D-) וירוק (D+). העבודה כוללת "שבירת" ה-5V בקטע לכיוון המחשב.אל תחבר את האדום בצד הזה, ורק תאפשר לנתונים לעבור דרכו.

כדי לשמר את החיווט הרגיל שלך, עדיף להשתמש בכבל מאריך זול. עם מספריים וסרט בידוד יש לך מספיקהסירו בזהירות את הכיסוי, הפרידו את הרשת והנייר כסף, זהו את החוטים וחתכו את החוט האדום במקום בו הוא נוגע. בידדו היטב את הקצוות כך ששום דבר לא יהיה חשוף או שניתן יהיה לגעת בו.

והמסה (השחורה)? יש כאן ניואנסים. שידור USB מאוזן בנתונים, אך הארקה היא נקודת הייחוסבמקרים רבים, עדיף לשמור על החיבור. אם הלולאה עדיין נמשכת או שהרעש לא שוכך, ניתן לנסות לא לחבר את החוט השחור למחשב כ"הרמת הארקה" (בדומה לזו שנמצאת בהרבה קופסאות DI). עם זאת, אלא אם כן זה הכרחי לחלוטין, בדרך כלל עדיף לשמור על הארקה משותפת.

ברגע שהמחשב יפסיק לספק מתח של 5 וולט, המחשב יזדקק לחשמל ממקום כלשהו. כאן נכנס לתמונה המחבר השלישי של ה-Y.חברו מתח 0 וולט ו-5 וולט מספק כוח חיצוני לחוטים השחורים והאדומים של החלק המוביל למכשיר. ניתן להשתמש בכבל USB כדי להשיג את המחבר הזכר שיוביל לספק הכוח ולחבר/להלחים אותו היכן שמתאים.

הלחמה או פיתול חוטים? הלחמה עדיפה, אבל אם אינך מיומן, עטיפה טובה עם שכבה נדיבה של סרט בידוד יכול להוציא אותך ממצב צר. ודא שהחיבורים חזקים, רצוי מוגנים באמצעות חיבור מתכווץ בחום, ושלא ייגרמו קצרים או הפסדי מיגון קריטיים.

כבלים מסחריים ומכשולים נפוצים בעת רכישתם

חלק מהיצרנים כוללים את כבלי "נתונים בקצה אחד, חשמל בקצה השני" עם מוצריהם, וישנן גם אפשרויות בחנויות ובשווקים. המכשול הגדול הוא שהתיאור לרוב אינו ברור., וחלק ניכר מה-Y בשוק שומרים על 5V בשתי הזרועות מכיוון שמטרתם היא "לסכם" זרם, לא להפריד בינו.

בעת הרכישה, חפשו מפרטים המצביעים על כך שקצה אחד, זה שמוביל למארח, אינו מחובר לחשמל. אם אתה רואה שה"מארח" מתויג כ"נתונים בלבד" או "ללא חשמל", זה סימן טוב.למרות זאת, בדקו היטב, כי מה שהמוכר מציע לא תמיד תואם את מה שאתם מקבלים בפועל.

מכשול נפוצ נוסף הוא מציאת מוצר שהוא למעשה רכזת ולא כבל. רכז מוסיף היגיון ותאימות בין לביןזה אולי יעבוד, אבל ייתכן שהממשק/סינתיסייזר שלך לא יעבוד דרך רכזת וידרוש מארח ישיר (במיוחד עם הרבה התקני שמע/MIDI). ואם הוא משתמש במחבר טלפון סלולרי טיפוסי בצד ה"מארח", ייתכן שהוא לא יעבוד עם המחשב שלך.

מבודד USB: אלטרנטיבה יעילה עם הגנה נוספת

בנוסף לכבל Y, יש פתרון יעיל מאוד: מבודדי USB. הם פועלים כמחסום גלווני בין המחשב למכשיר., חותך את נתיב הרעש, ובמהלך התהליך, מציע הגנה מפני נחשולי מתח והפרעות חשמליות אחרות.

במשך שנים הם היו יקרים, אבל המחירים ירדו לא מעט. ישנם דגמים של מותגים שונים; אחד המומלץ על ידי משתמשים הוא זה של Olimex., אשר ירדו מכ-60 אירו למחירים נוחים בהרבה. אם אתם מעדיפים להימנע מעבודה עצמית או זקוקים לבידוד מלא, מבודד הוא בדרך כלל הימור בטוח.

מקרים אמיתיים: מה הם מלמדים אותנו וכיצד לגשת לאבחון

דוגמה 1: מחשב נייד Focusrite Scarlett 2i2 USB 2.0 המחובר דרך USB-C למחשב נייד מדגם Lenovo P-51. המשתמש שומע זמזום ברור של 60 הרץ, חזק יותר כשנוגעים במיתרים וכאשר מניחים את כף הרגל היחפה על רצפת בטוןעם שטיח גומי הרעש מופחת, אך הוא לא נעלם.

הם כבר בדקו את החיווט הפנימי של הגיטרה (אין לולאות הארקה גלויות), ניסו תחנת עגינה Anker PowerExpand 7 ב-1 (ללא כבל חשמל מוארק), והשתמשו ב-iFi iDefender+ ללא תוצאות, גם ללא כניסת חשמל מוארקת. קשה מאוד למצוא עמדת עגינה USB עם הארקה אמיתית במקור שלה., וזה מגביל את יעילותו במקרים אלה. הם לא ניסו אף שקע או מחשב נייד אחר, עקב חוסר יכולות לוגיסטיות.

רמזים שמרמזים עליהם בתרחיש זה: אם הזמזום גובר כשנוגעים בחוטים או ברצפה, ישנה התייחסות המונית "צרת אופקים" או הבדלים פוטנציאלייםמבודד USB או כבל Y שמנתק את מתח ה-5V של המארח (ומספק לו חשמל ממקור נקי, ואם רלוונטי, מוארק) לעיתים קרובות עושה את ההבדל. ניסיון עם שקע אחר במעגל אחר הוא גם רמז, אם כי זה לא תמיד אפשרי בבית.

דוגמה 2: מגבר Behringer Pro 800 המחובר דרך USB למחשב, בעוד שהשמע עובר לממשק Universal Volt, גם הוא דרך USB. פשוט חברו את יציאת ה-USB של ה-Pro 800, רעש מופיע במערכתלכבלים כבר יש טבעות פריט והארקה של מארז המחשב לא הזיזה את המחט.

מארז זה מתאים לרעש החשמל/האדמה המשותף "הקלאסי" בעת הוספת . הנוהג המומלץ הוא לבודד את מתח ה-5V מהמארח ל-Pro 800. עם חיבור Y לנתונים בלבד למחשב בתוספת ספק כוח נפרד, או חיבור ישיר של מבודד USB. פריטים מועילים מעט מאוד בזמזום של 50/60 הרץ; והארקה של מארז המחשב לא תמיד פותרת את הבעיה אם נתיב הרעש הוא אפיק ה-USB עצמו.

רשימת פעולות מעשיות (מהפחות פולשניות לכי פחות פולשניות)

לפני שאתם קופצים ל"עשה זאת בעצמך", יש סדר הגיוני של בדיקות. הרעיון הוא לבודד את הגורם במאמץ מינימלי ככל האפשר. ורק אם זה לא ייעיל, לעבור לפתרונות "כירורגיים" יותר.

• נסו רכזת מתחשבת אם כבר יש לכם אחת, תוך הכרת המגבלות שלה. אם הרכזת לא מבודדת את ה-5V מהמארח, ייתכן שזה לא יעזור., אבל לפעמים זה מפחית רעש.
• אם יש לכם התקן USB מסוג "דיפנדר" או "פילטר", השתמשו בו רק עם מקור חשמל חיצוני המחובר להארקה לכניסת החשמל שלו. ללא קרקע אמיתית, השפעתה עשויה להיות שולית..
• החלפת פורטים וכבלים. חלק מהיציאות פחות "רועשות" מאחרות, וכבל עם סיכוך גרוע מחמיר את המצב.
• אם אפשר, נסה שקע או מפצל חשמל אחר. ייתכן שהפרש הפוטנציאלים של מעגלים שונים קטן יותר בין אדמות.
• הימנעו מרכזות אם ציוד האודיו/MIDI שלכם אינו תומך בהן. ישנם מכשירים הדורשים אירוח ישיר ולהיכשל עם מתווכים.
• חברו את כבל ה-Y הנכון: נתונים למחשב ללא 5V ומתח חיצוני למכשיר. זהו הפתרון היעיל ביותר שניתן לחזור עליו מבלי להיכנס לבידוד גלווני.
• שקלו מבודד USB כשאתם רוצים לבלום את הרעש באיבו. זה גם מוסיף הגנה מפני נחשולי מתח..

פרטים טכניים שעושים את ההבדל

בעת הזרקת אנרגיה חיצונית, יש להשתמש במקור יציב ואיכותי. מטענים ניידים טובים בדרך כלל מספיקים., אבל עדיף שהם יהיו ממותגים בעלי מוניטין עם סינון טוב. אמנם אינכם זקוקים למקור "אודיופיל" מיסטי, אך חשוב שהוא לא יוסיף יותר רעש ממה שהוא יסיר.

כשאתם חותכים את החוט האדום ב-Y תוצרת בית, כבדו את המיגון והסינון. נסו לגרום לרשת וליריעה לכסות שוב את החיבורים., ואל תאריכו את קטעי ה"אוויר הפתוח" יותר מדי זמן. שטח פנים חשוף פחות פירושו פחות הפרעות.

אם אתם מנסים "הרמת קרקע" על החוט השחור לכיוון המחשב, עשו זאת בתבונה. במערכות מסוימות הסרת הקרקע המשותפת יכולה לייצב את הזמזום, אך באחרים זה שובר הפניות וגורם לאובדן תקשורת. תן עדיפות לשמירה על מסה אלא אם כן מוצגות ראיות מוצדקות.

בדקו היטב את התוויות של כל Y שאתם קונים. רק בגלל שקצה אחד אומר "PWR" לא מבטיח שקצה ה-"PC" הוא ללא 5V.חפשו סימנים מפורשים של "נתונים בלבד", "אין חשמל" או דומה; אם לא, הניחו ש-5V עדיין קיים.

טעויות אופייניות וכיצד להימנע מהן

מתוך אמונה שכל הפריטים מקבעים זמזום של 50/60 הרץ. לא: פריטים מיועדים לתדר גבוהשימושי נגד RF, לא יעיל נגד זמזום רשת החשמל ולולאות הארקה.

קנה את כבל ה-Y הראשון והנחה שהוא מפריד בין חשמל. חיבורי Y רבים מתוכננים לסכם זרם משני יציאות., לא לנתק את החשמל של המארח. בדוק את גיליונות הנתונים או השתמש במולטימטר.

נניח שרכזת "מחוברת לחשמל" מבודדת 5 וולט. רובם עוקפים את כוח המארחרק כמה דגמים או תצורות ספציפיים באמת עונים על הצורך.

השתמשו ברכזת כאשר הציוד דורש אירוח ישיר. עם התקני שמע/MIDI מסוימים, רכזת מוסיפה אי-תאימות וזה לא פתרון.

התנערות מכל אביזר מכיוון שהוא "לא עשה כלום" מבלי להזין/להאריק אותו כראוי. אם מסנן/מגן דורש קלט חשמל מוארק ואם אתה לא נותן לו את זה, מרחב התמרון שלו צונח.

סימנים שאתם בדרך הנכונה

אם, לאחר ניתוק מתח ה-5 וולט למחשב והפעלתו ממקור חיצוני, הרעש יורד באופן דרמטי, זיהית את שורש הבעיה. כאשר הזמזום משתנה בעת נגיעה במיתרים או באדמה ואז נעלם עם Y או מבודד, בדרך כלל מאומת שנתיב הרעש היה ממתח/האדמה של ה-USB.

אם אתם יכולים להשתיק את המערכת מבלי לגעת בשום דבר אחר בעזרת מבודד USB, גם פגעת בול. מכשירים אלה פועלים היטב כאשר הבעיה היא ייחוס קרקעי. או צימודים באמצעות אפיק.

אם רכזת עם חשמל לא משנה דבר או מחמירה את המצב, אל תתפלאו. זה לא הכלי האידיאלי לנתק את ה-5V מהמארח., זו הסיבה שכבל ה-Y והמבודד בולטים.

שאלות נפוצות קצרות

האם כל מטען לטלפון נייד יכול להפעיל את חיבור ה-Y? באופן כללי, כן, אם הוא מספק מתח יציב של 5 וולט ומספיק מיליאמפר. עדיף מותג אמין עם סינון טוב כדי לא להכניס שוב רעש.

האם ניתן להשתמש במכשיר Y שנרכש לנתונים בלבד אם המכשיר שלי משתמש גם במתח USB? כן, כל עוד אתה מזין 5V דרך מחבר PWR. בלי תוספת חשמל זו, ייתכן שהמכשיר לא יידלק. או להתנתק.

כיצד אוכל לזהות איזה תהליך מונע ממני להוציא כונן USB "בשימוש" גם אם שום דבר לא פתוח? אנחנו מספרים לכם הכל בקישור הזה.

האם חיבור Y ש"מסכם" זרם משני יציאות מספיק טוב בשבילי? לא בשביל זה. ה-Y האלה נותנים יותר אמפר, אבל הם לא מנתקים את ה-5V מהמארח., וזה בדיוק מה שאתה צריך להימנע ממנו.

האם מבודד USB מסוכן? דגמים טובים בטוחים וכוללים הגנה מפני נחשולי מתח. בדוק את המפרט ואת מגבלת הזרם כדי לוודא שהוא מכסה את הציוד שלך.

מה אם אני עדיין שומע רעש אחרי כל זה? בדוק שאין נתיבי הארקה אחרים לאודיו אנלוגי (שקע, XLR וכו'). לפעמים הלולאה נמצאת בחיבורים האנלוגיים, לא רק ב-USB. קופסאות DI עם הרמת הארקה יכולות לעזור באזורים האלה.

אם הגעתם עד לכאן, אתם כבר יודעים מדוע רעש מתגנב לציוד שמע עם USB, מדוע רכזת בעלת חשמל אינה תרופת פלא, וכיצד להפריד בין "חשמל" ל"נתונים" באמצעות כבל Y או לבטל אותו לחלוטין באמצעות מבודד USB. המארזים של Focusrite Scarlett 2i2 על Lenovo P-51 ו-Behringer Pro 800 עם Universal Volt מדגימים בצורה מושלמת את הבעיה ומאשרים כי קיצוץ 5V של המארח או בידוד האפיק הם המהלכים שבאמת משנים את המשחק.