USB 오디오 인터페이스의 노이즈 제거: 원인, 요령 및 실제 솔루션

오디오 인터페이스, 신시사이저 또는 기타 음악 장치를 USB를 통해 컴퓨터에 연결한 후 윙윙거리는 소리, 튀는 소리 또는 간섭 소리가 들리기 시작하면 짜증이 납니다. 이는 보이는 것보다 훨씬 흔한 문제입니다.그리고 브랜드나 제품군을 구별하지 않습니다. 인터페이스, 컨트롤러, 신시사이저 등 USB를 통해 전원이나 데이터를 수신하는 모든 장비에서 발생합니다.

문제의 근원은 거의 항상 USB 케이블을 통해 전원과 데이터가 함께 전송되는 방식에 있습니다. 동일한 코드에서 5V 라인(및 접지)은 D+ 및 D-와 공존합니다.그리고 컴퓨터에서 공급되는 전력은 고음질 오디오를 염두에 두고 설계된 것이 아니라 마우스, 키보드, 메모리, 그리고 기타 저전력 주변 장치를 고려하여 설계되었습니다. 이것이 바로 컴퓨터 내부 작동(CPU, 팬, 스위칭 컨버터) 및 기타 연결 장치에서 발생하는 소음이 발생하는 이유입니다. 다음으로, USB 오디오 인터페이스에서 잡음을 제거하는 방법. 

오디오 장비에 USB 노이즈가 나타나는 이유

표준 USB 케이블 내부에는 빨간색(5V), 검은색(접지), 흰색(데이터-), 녹색(데이터+)의 4개 도체가 있습니다. 핵심은 컴퓨터에서 나오는 5V 라인이 일반적으로 "더러운" 라인이라는 것입니다.장비 자체와 주변 장치에서 발생하는 불필요한 잡음이 중첩되어 발생합니다. 이 먼지는 오디오 시스템에 연결되어 윙윙거리는 소리, 히스 소리 또는 간섭을 발생시키는데, 이러한 잡음은 프로세서 부하나 팬 속도에 따라 달라지기도 합니다.

이런 현상은 특정 브랜드에만 국한되지 않습니다. 조만간 많은 사용자가 이 현상을 경험하게 될 것입니다. 정말 실망스러운 점은 경험과 품질이 망가진다는 것입니다.특히 험이 더 이상 허용되지 않는 녹음, 라이브 또는 중요한 모니터링 환경에서 그렇습니다.

게다가, 더욱 짜증나는 요소도 있습니다. 질량을 어떻게 참조하느냐에 따라 금속 부분, 현, 심지어 바닥을 만지면 일부 소음이 커진다는 것입니다. 시스템이 신체의 움직임을 "감지"하면 습도 수준을 조절할 수 있습니다., 접지 루프나 장비 간에 전위차가 있을 때 일반적인 50/60Hz와 그 고조파에 맞는 것입니다.

그것만으로도 충분하지 않은 듯, 일부 케이블에는 페라이트 링이 표준으로 포함되어 있지만 기적을 일으키지는 않습니다. 페라이트는 고주파 간섭에 도움이 됩니다.하지만 전원 공급 장치/접지로 인해 발생하는 저주파 험은 거의 해결할 수 없습니다. 따라서 이러한 문제를 해결하는 데 기여는 하지만, 자체적으로 해결하는 경우는 드뭅니다.

전원 허브가 항상 문제를 해결하지 못하는 이유

일반적인 반응은 삽입하는 것입니다 자체 전원 공급 장치가 있는 USB 허브생각해 보면 타당합니다. 허브가 전원을 "공급"한다면 컴퓨터 소음이 더 이상 들어오지 않을 수도 있습니다. 문제는 많은 허브가 호스트 전원을 우회한다는 것입니다. 버스의 나머지 부분과 함께 "더러운" 5V가 여전히 존재하고 노이즈가 지속됩니다.

그렇다면 전원 허브는 절대 작동하지 않는다는 뜻인가요? 꼭 그런 건 아닙니다. 이미 하나 가지고 있다면 시도해 보세요. 가끔 도움이 될 때가 있거든요.하지만 이를 당연하게 여기지 않는 것이 좋습니다. 많은 모델이 전원 공급 장치를 호스트로부터 분리하지 않으며, 외부 전원 공급 장치가 있더라도 노이즈가 침투할 수 있는 경로를 차단하지 않습니다.

Y-케이블 솔루션: 데이터와 전원 분리

가장 간단한 대안은 전력과 데이터를 물리적으로 분리하여 컴퓨터가 장치와 "통신"만 하지만 전력은 공급하지 않는 것입니다. 이는 USB 오디오 지원 Y 케이블을 사용하여 구현됩니다., 커넥터가 3개 있습니다. 하나는 컴퓨터(5V 없는 데이터)에 연결되고, 다른 하나는 전원(PWR)에 연결되며, 세 번째는 인터페이스/신시사이저에 연결됩니다.

이러한 케이블에서 컴퓨터로 가는 신호는 D+와 D-(녹색과 흰색)만 전달해야 하며 빨간색 5V 전선은 분리되어 있습니다. 라벨을 살펴보세요. 일반적으로 "PC"와 "PWR"이 표시되어 있습니다. 각 면에 어떤 커넥터가 연결되는지 구분하기 위해서입니다. 시중에 나와 있는 모든 Y형 커넥터가 적합한 것은 아닙니다. 많은 커넥터가 다른 용도로 설계되어 전원이 잘못된 곳에 연결되어 있습니다.

Y가 있고 개선이 보이지 않는다면 명확한 테스트가 있습니다. 컴퓨터로 가는 부분의 빨간색 선을 잘라냅니다.호스트에서 5V 전원을 제거하면 장치가 포트에서 전원을 공급받지 않으므로 노이즈 경로가 제거됩니다. 그 후, 별도의 전원에서 장치에 전원을 공급하게 됩니다.

케이블 직접 만드는 방법(DIY) 단계별 설명

DIY를 좋아한다면 수컷/암컷 USB 연장 케이블을 컴퓨터에 연결되는 무전원 데이터 케이블로 변환할 수 있으며, 장치에 깨끗한 5V를 주입하는 추가 입력 장치를 추가할 수도 있습니다. DIY의 장점은 원하는 대로 커넥터와 길이를 선택할 수 있다는 것입니다.그리고 무엇이 연결되어 있고 무엇이 연결되어 있지 않은지 정확히 알 수 있습니다.

케이블을 열면 전선 망과 금속 호일이 보입니다. 둘 다 차폐 역할을 합니다. 내부에는 네 개의 중요한 도체, 즉 빨간색(5V), 검은색(접지), 흰색(D-), 그리고 초록색(D+)이 있습니다. 이 작업은 컴퓨터 쪽 섹션의 5V를 "차단"하는 것으로 구성됩니다.: 그 쪽의 빨간색은 연결하지 마시고, 데이터만 통과시키세요.

정기적으로 배선을 유지하려면 저렴한 연장 코드를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 가위와 절연테이프만 있으면 충분합니다.덮개를 조심스럽게 제거하고, 망사와 호일을 분리한 후, 전선을 확인하고, 닿는 빨간색 전선을 잘라냅니다. 끝부분을 잘 절연하여 아무것도 노출되거나 닿지 않도록 합니다.

그리고 (검은) 덩어리는요? 여기에는 미묘한 차이가 있습니다. USB 전송은 데이터 균형을 이루지만 접지가 기준입니다.대부분의 경우 공통 접지를 유지하는 것이 가장 좋습니다. 루프가 계속 발생하거나 노이즈가 줄어들지 않으면 검은색 리드를 컴퓨터에 연결하지 않고 "접지 리프트"(많은 DI 박스에서 볼 수 있는 것과 유사)로 사용해 볼 수 있습니다. 하지만 절대적으로 필요한 경우가 아니면 일반적으로 공통 접지를 유지하는 것이 좋습니다.

컴퓨터가 더 이상 5V를 공급하지 않으면 컴퓨터는 어딘가에서 전원을 공급받아야 합니다. 여기서 Y의 세 번째 커넥터가 등장합니다.: 외부 전원 공급 장치의 0V와 5V를 장치로 연결되는 부분의 검은색과 빨간색 전선에 연결합니다. USB 케이블을 분해하여 전원 공급 장치에 연결되는 수 커넥터를 구한 후, 필요한 곳에 연결/납땜할 수 있습니다.

전선을 납땜하거나 꼬는 게요? 납땜이 더 좋지만, 능숙하지 않다면 두꺼운 절연 테이프로 잘 감싼다 곤경에 처했을 때 도움을 줄 수 있습니다. 접합부가 견고하고, 열 수축으로 보호되는 것이 좋으며, 단락이나 심각한 차폐 손실이 발생하지 않도록 주의하세요.

상업용 케이블과 이를 구매할 때 흔히 저지르는 함정

일부 제조업체는 "한쪽 끝에 데이터, 다른 쪽 끝에 전원" 케이블을 제품에 포함시키고 있으며, 매장이나 마켓플레이스에서도 이러한 옵션을 판매하고 있습니다. 가장 큰 걸림돌은 설명이 종종 명확하지 않다는 것입니다.그리고 시중에 나와 있는 Y형 컨버터의 상당수는 양쪽 팔 모두 5V를 유지합니다. 그 이유는 전류를 분리하는 것이 아니라 "합산"하는 것이 목적이기 때문입니다.

구매할 때, 호스트로 가는 한쪽 끝에 전원이 연결되지 않았다는 사양을 찾으세요. "호스트"에 데이터 전용 또는 "전원 없음"이라고 표시되어 있다면 좋은 신호입니다.그렇더라도 주의 깊게 확인해 보세요. 판매자가 제시하는 상품이 실제로 받는 상품과 항상 일치하는 것은 아니기 때문입니다.

또 다른 일반적인 함정은 케이블이 아니라 허브인 제품을 찾는 것입니다. 허브는 논리와 호환성을 추가합니다.: 이 방법이 효과적일 수도 있지만, 인터페이스/신시사이저가 허브를 통해 작동하지 않고 직접 호스트가 필요할 수 있습니다(특히 오디오/MIDI 장치가 많은 경우). 또한 "호스트" 측에 일반 휴대폰 커넥터를 사용하는 경우 컴퓨터에서 작동하지 않을 수 있습니다.

USB 아이솔레이터: 보호 기능이 강화된 효과적인 대안

Y 케이블 외에도 매우 효과적인 솔루션이 있습니다. 바로 USB 아이솔레이터입니다. 그들은 컴퓨터와 장치 사이의 전기적 장벽 역할을 합니다.소음 경로를 차단하고, 그 과정에서 전력 서지 및 기타 전기적 위험으로부터 보호합니다.

수년 동안 비쌌지만, 요즘은 가격이 꽤 많이 떨어졌습니다. 다양한 브랜드의 모델이 있는데, 사용자들이 추천하는 모델 중 하나는 Olimex의 모델입니다.약 60유로에서 훨씬 저렴한 가격으로 판매되었습니다. 직접 하는 것을 피하고 싶거나 완벽한 단열이 필요하다면 단열재가 일반적으로 안전한 선택입니다.

실제 사례: 실제 사례가 우리에게 무엇을 가르쳐 주는지, 그리고 진단에 어떻게 접근해야 하는지

예시 1: Focusrite Scarlett 2i2 USB 2.0을 USB-C 포트를 통해 Lenovo P-51 노트북에 연결했습니다. 사용자는 60Hz의 선명한 윙윙거리는 소리를 감지합니다. 줄을 만질 때와 맨발을 콘크리트 바닥에 놓았을 때 더 강해집니다.고무 매트를 사용하면 소음은 줄어들지만 사라지지는 않습니다.

그들은 이미 기타의 내부 배선(눈에 보이는 접지 루프 없음)을 점검했고, Anker PowerExpand 7-in-1 도크(접지된 전원 케이블 없음)를 시도했으며, 접지된 전원 입력 없이 iFi iDefender+를 사용했지만 아무런 결과가 없었습니다. 실제 접지가 된 USB 도크를 찾는 것은 매우 어렵습니다., 그리고 이는 이러한 경우의 효과를 제한합니다. 물류 역량 부족으로 인해 다른 콘센트나 노트북도 시도하지 않았습니다.

이 시나리오가 시사하는 단서: 줄이나 바닥을 만질 때 윙윙거리는 소리가 커지면, "편협한" 대중 참조 또는 잠재적 차이가 있습니다.호스트의 5V 전원을 차단하고 (필요한 경우 접지된 깨끗한 전원에서 전원을 공급하는) USB 아이솔레이터나 Y 케이블이 종종 차이를 만듭니다. 다른 회로의 다른 콘센트를 사용해 보는 것도 좋은 방법이지만, 집에서 항상 가능한 것은 아닙니다.

예시 2: Behringer Pro 800을 USB로 PC에 연결하고, 오디오는 Universal Volt 인터페이스로 전송합니다(USB를 통해). Pro 800의 USB 포트를 연결하기만 하면 됩니다. 시스템에 노이즈가 나타납니다케이블에는 이미 페라이트 링이 들어 있었고 PC 케이스를 접지해도 변화가 없었습니다.

이 케이스는 추가할 때 "고전적인" 공유 전원/접지 노이즈에 적합합니다. 권장되는 방법은 호스트에서 Pro 800으로 5V를 분리하는 것입니다. 컴퓨터에 데이터 전용 Y 케이블을 연결하고 별도의 전원 공급 장치를 연결하거나, USB 아이솔레이터를 직접 연결하는 방법도 있습니다. 페라이트는 50/60Hz 험 노이즈에는 별 도움이 되지 않으며, 노이즈 경로가 USB 버스 자체인 경우 PC 케이스를 접지하는 것만으로는 문제가 해결되지 않는 경우가 많습니다.

실제 행동 체크리스트(가장 방해가 적은 것부터 가장 방해가 큰 것까지)

DIY에 뛰어들기 전에 논리적인 테스트 순서가 있습니다. 최소한의 노력으로 원인을 분리하는 것이 목표입니다. 그리고, 그래도 효과가 없을 경우에만 보다 "수술적" 해결책을 시도합니다.

• 이미 전원 허브가 있다면 전원 허브를 사용해보세요. 전원 허브의 한계를 알고 있어야 합니다. 허브가 호스트로부터 5V를 분리하지 못하면 도움이 되지 않을 수 있습니다.하지만 때로는 소음을 줄여주기도 합니다.
• USB "디펜더" 또는 "필터" 유형 장치가 있는 경우 전원 입력에 접지된 외부 전원만 사용하십시오. 실제 토지가 없다면 그 효과는 미미할 것입니다..
• 포트와 케이블을 바꿔보세요. 일부 포트는 다른 포트보다 "소음"이 적습니다.그리고 차폐가 제대로 되지 않은 케이블은 상황을 더욱 악화시킵니다.
• 가능하다면 다른 콘센트나 전원 스트립을 사용해 보세요. 회로마다 전위차가 더 작을 수 있습니다. 땅 사이.
• 오디오/MIDI 장비에서 지원하지 않는 경우 허브는 사용하지 마세요. 직접 호스트가 필요한 장치가 있습니다. 중개자를 통해서는 실패하게 됩니다.
• 올바른 Y 케이블을 적용하세요: 5V 없이 PC에 데이터를 공급하고 장치에 외부 전원을 공급하세요. 가장 반복적으로 효과적인 솔루션입니다 전기적 분리에 들어가지 않고.
• 소음을 미리 차단하고 싶다면 USB 아이솔레이터를 고려해보세요. 또한 서지 보호 기능도 추가되었습니다..

차이를 만드는 기술적 세부 사항

외부 에너지를 주입할 때는 안정적이고 양질의 에너지를 사용하세요. 괜찮은 휴대폰 충전기면 대개 충분합니다.하지만 필터링 기능이 좋은 평판 있는 브랜드의 제품이라면 더 좋습니다. 신비로운 "오디오파일" 소스 기기가 꼭 필요한 것은 아니지만, 노이즈를 제거하는 것보다 더 많은 노이즈를 추가하지 않는 것이 중요합니다.

직접 만든 Y자형 전선의 빨간색 선을 자를 때는 차폐와 차폐를 잘 지키세요. 다시 메시와 시트로 관절을 덮어보세요."야외" 구역을 너무 길게 확장하지 마세요. 노출된 표면적이 적을수록 간섭이 줄어듭니다.

컴퓨터 쪽 검은색 전선에 "접지 리프트"를 실험할 경우 신중하게 하세요. 일부 설정에서는 공통 접지를 제거하면 윙윙거리는 소리가 안정될 수 있습니다.하지만 다른 경우에는 참조가 끊어지고 의사소통이 단절됩니다. 정당한 증거가 제시되지 않는 한 대량 유지를 우선시하십시오.

구매하는 모든 Y 제품의 라벨을 매우 주의 깊게 확인하세요. 한쪽 끝에 "PWR"이라고 적혀 있다고 해서 "PC" 끝에 5V가 없다는 보장은 없습니다."데이터 전용", "전원 없음" 또는 이와 유사한 명확한 표시가 있는지 확인하세요. 그렇지 않은 경우 5V가 여전히 존재할 수 있다고 가정하세요.

일반적인 실수와 이를 피하는 방법

모든 페라이트가 50/60Hz 잡음을 고정한다고 믿는 건 아니죠. 페라이트는 고주파용입니다; RF에 효과적이지만, 전원 윙윙거림과 접지 루프에는 효과적이지 않습니다.

첫 번째 Y 케이블을 구매하면 전원을 분리한다고 가정합니다. 많은 Y는 두 개의 포트에서 전류를 합산하도록 설계되었습니다.호스트의 전원을 차단하지 않도록 주의하세요. 데이터시트를 확인하거나 멀티미터를 사용하세요.

"전원 공급" 허브가 5V를 분리한다고 가정합니다. 대부분은 호스트 전원을 우회합니다.. 실제로 효과가 있는 특정 모델이나 구성은 몇 가지뿐입니다.

장비에 직접 호스팅이 필요한 경우 허브를 사용하세요. 특정 오디오/MIDI 장치의 경우 허브를 추가하면 호환성 문제가 발생합니다. 그리고 그것은 해결책이 아닙니다.

적절한 공급/접지 없이 "아무것도 하지 않았다"는 이유로 액세서리를 거부합니다. 필터/디펜더에 접지된 전원 입력이 필요한 경우 그리고 당신이 그에게 그것을 주지 않으면, 그의 기동 여지는 급격히 줄어듭니다.

당신이 올바른 길을 가고 있다는 신호

컴퓨터의 5V 전원을 차단하고 외부 소스에서 전원을 공급한 후 소음이 극적으로 줄어들면 근본 원인을 파악한 것입니다. 현이나 바닥을 만졌을 때 윙윙거리는 소리가 변하다가 Y나 아이솔레이터를 만졌을 때 사라지는 경우일반적으로 노이즈 경로는 USB 전원/접지임이 확인됩니다.

USB 아이솔레이터를 사용해 다른 것을 건드리지 않고도 시스템을 조용하게 만들 수 있다면, 요점을 정확히 파악한 것입니다. 이러한 장치는 접지 기준에 문제가 있는 경우 매우 잘 작동합니다. 또는 버스로 이동.

전원 허브를 사용해도 아무런 변화가 없거나 상황이 더 악화된다면 놀라지 마세요. 이는 호스트의 5V를 차단하는 데 적합한 도구가 아닙니다.그래서 Y-케이블과 아이솔레이터가 눈에 띄는 거예요.

간단한 FAQ

어떤 휴대폰 충전기로 Y 단자에 전원을 공급할 수 있나요? 일반적으로 안정적인 5V와 충분한 mA가 공급된다면 가능합니다. 좋은 필터링 기능을 갖춘 신뢰할 수 있는 브랜드가 더 좋습니다. 소음이 다시 발생하지 않도록 하기 위해서입니다.

기기가 USB 전원을 사용하는 경우, 구매한 Y 어댑터를 데이터 전용으로 사용할 수 있나요? 네, PWR 커넥터를 통해 5V를 입력하면 됩니다. 추가 전력이 없으면 기기가 켜지지 않을 수도 있습니다. 또는 연결을 끊습니다.

아무것도 열려 있지 않더라도 "사용 중"인 USB 드라이브를 꺼내지 못하게 하는 프로세스가 무엇인지 어떻게 감지할 수 있나요? 이 링크에서 모든 것을 알려드립니다.

두 포트의 전류를 "합산"하는 Y 컨버터는 괜찮을까요? 이 용도로는 안 됩니다. Y는 더 많은 앰프를 제공하지만 호스트의 5V를 차단하지는 않습니다.이는 바로 당신이 피해야 할 일입니다.

USB 아이솔레이터는 위험한가요? 좋은 모델은 안전하고 서지 보호 기능이 있습니다. 사양 및 전류 제한 확인 장비가 보장되는지 확인하세요.

그래도 잡음이 발생하면 어떻게 해야 하나요? 아날로그 오디오용 다른 접지 경로(잭, XLR 등)가 있는지 확인하세요. 때때로 루프는 아날로그 연결에 있습니다.USB뿐만 아니라, 접지 리프트가 있는 DI 박스가 이런 부분에 도움이 될 수 있습니다.

여기까지 읽으셨다면 USB 오디오 장비에 잡음이 스며드는 이유, 전원 허브가 만병통치약이 아닌 이유, Y 케이블로 "전원"과 "데이터"를 분리하거나 USB 절연기로 완전히 제거하는 방법을 이미 알고 계실 겁니다. Lenovo P-51에 장착된 Focusrite Scarlett 2i2 케이스와 Universal Volt가 장착된 Behringer Pro 800 케이스 문제를 완벽하게 예시하고 호스트 5V를 차단하거나 버스를 분리하는 것이 게임의 판도를 바꾸는 움직임이라는 것을 확인했습니다.