Eliminere støy på USB-lydgrensesnitt: årsaker, triks og reelle løsninger

Når du kobler et lydgrensesnitt, en synth eller en annen musikkenhet via USB til datamaskinen din og begynner å høre summing, popping eller forstyrrelser, er det en frustrerende følelse. Det er et mye vanligere problem enn det ser ut til., og den skiller ikke mellom merker eller serier: det skjer med grensesnitt, kontrollere, synthesizere og praktisk talt alt utstyr som mottar strøm eller data via USB.

Roten til problemet ligger nesten alltid i hvordan strøm og data beveger seg sammen gjennom USB-kabelen. I samme ledning sameksisterer 5V-linjen (og jord) med D+ og D-, og strømmen som datamaskinen leverer ble ikke designet med tanke på Hi-Fi-lyd, men snarere med mus, tastaturer, minne og andre lavkrevende periferiutstyr. Dette er grunnen til at støy fra datamaskinens interne aktivitet (CPU, vifter, svitsjomformere) og andre tilkoblede enheter sniker seg inn. Deretter skal vi lære alt om Slik fjerner du støy fra USB-lydgrensesnittet. 

Hvorfor USB-støy vises på lydutstyr

Inne i en standard USB-kabel er det fire ledere: rød (5V), svart (jord), hvit (data-) og grønn (data+). Nøkkelen er at 5V-linjen som kommer fra datamaskinen vanligvis er "skitten"., med overliggende falske lyder forårsaket av selve utstyret og dets periferiutstyr. Dette smusset kobler seg til lydsystemet og genererer summing, hvesing eller forstyrrelser som noen ganger varierer avhengig av prosessorbelastningen eller til og med viftehastigheten.

Dette fenomenet er ikke eksklusivt for noe bestemt merke: før eller siden vil mange brukere oppleve det. Det virkelig frustrerende er at det ødelegger opplevelsen og kvaliteten., spesielt i opptaks-, live- eller kritiske overvåkingsmiljøer der summing ikke lenger er akseptabelt.

I tillegg er det en forverrende faktor: noen lyder øker når man berører metalldeler, snorer eller til og med gulvet, avhengig av hvordan massene refereres. Hvis systemet «legger merke til» kroppen din, kan det variere fuktighetsnivået., noe som passer med den typiske 50/60 Hz og dens harmoniske når det er jordsløyfer eller potensialforskjeller mellom utstyr.

Som om ikke det var nok, inkluderer noen kabler ferrittringer som standard og gjør ikke underverker: Ferritter hjelper med høyfrekvent interferens, men de kan gjøre lite for å håndtere lavfrekvent summing forårsaket av strømforsyninger/jord. Derfor, selv om de bidrar, løser de sjelden disse tilfellene på egenhånd.

Hvorfor en strømførende hub ikke alltid løser problemet

En vanlig reaksjon er å interkalere en USB-hub med egen strømforsyningDet er fornuftig å tenke på det: hvis huben «forsyner» strømmen, vil kanskje datamaskinstøyen slutte å komme inn. Problemet er at mange huber holder vertsstrømmen forbigått. med resten av bussen, slik at «skitne» 5V fortsatt er tilstede og støyen vedvarer.

Betyr dette at en strømførende hub aldri fungerer? Ikke nødvendigvis. Hvis du allerede har en, prøv den, for noen ganger hjelper den, men det er best å ikke ta det for gitt. Mange modeller isolerer ikke strømforsyningen fra verten, og selv om de har en ekstern strømforsyning, kutter de ikke av banen som støy kan infiltrere gjennom.

Y-kabelløsningen: separerer data og strøm

Det enkleste alternativet er å fysisk skille strøm fra data, slik at datamaskinen bare «snakker» med enheten, men ikke forsyner den med strøm. Dette oppnås med en USB-lydklar Y-kabel., med tre kontakter: én går til datamaskinen (data uten 5V), en annen til en strømkilde (PWR) og den tredje til grensesnittet/synthesizeren din.

I disse kablene må signalet som går til datamaskinen utelukkende bære D+ og D- (grønn og hvit), slik at den røde 5V-ledningen blir frakoblet. Se på merkingen: den viser vanligvis «PC» og «PWR» for å skille mellom hva som går på hver side. Ikke alle Y-formede kontakter på markedet er egnet: mange er designet for andre bruksområder og holder strømmen tilkoblet der den ikke skal være.

Hvis du har et Y-resultat og ikke merker noen forbedring, finnes det en tydelig test: Klipp den røde ledningen på den delen som går til datamaskinenVed å fjerne de 5V fra verten, sørger du for at enheten ikke får strøm fra porten, og dermed eliminerer du den støyveien. Derfra får du strøm fra en separat kilde til enheten.

Slik lager du din egen kabel (DIY) trinn for trinn

Hvis du er en gjør-det-selv-entusiast, kan du konvertere en hann/hunn USB-forlengelseskabel til en strømløs datakabel til datamaskinen din, og også legge til en ekstra inngang for å injisere ren 5V i enheten. Fordelen med gjør-det-selv er at du velger kontakter og lengder etter eget ønske., og du vet nøyaktig hva som henger sammen og hva som ikke gjør det.

Når du åpner kabelen, vil du se et nett av ledninger og en metallfolie. Begge fungerer som skjerming. Inni finner du de fire viktige lederne: rød (5V), svart (jord), hvit (D-) og grønn (D+). Arbeidet består av å «bryte» 5V-en i seksjonen mot datamaskinen.Ikke koble til den røde på den siden, og slipp bare dataene gjennom.

For å bevare den vanlige ledningen er det best å bruke en billig skjøteledning. Med saks og isolasjonstape har du nokFjern forsiktig dekselet, skill nettet og folien, identifiser ledningene og klipp av den røde ledningen der den berører hverandre. Isoler endene godt slik at ingenting blir eksponert eller kan berøres.

Og den (svarte) massen? Det finnes nyanser her. USB-overføring er databalansert, men jord er referansenI mange tilfeller er det best å beholde den. Hvis en sløyfe fortsatt vedvarer, eller støyen ikke avtar, kan du prøve å ikke koble den svarte ledningen til datamaskinen som en "jordløfter" (ligner på den som finnes på mange DI-bokser). Med mindre det er absolutt nødvendig, er det imidlertid generelt å foretrekke å beholde den felles jordingen.

Når datamaskinen ikke lenger gir 5V, trenger datamaskinen strøm et sted fra. Det er her den tredje kontakten på Y-en kommer inn i bildet.Koble 0V og 5V fra en ekstern strømforsyning til de svarte og røde ledningene i seksjonen som går til enheten. Du kan kannibalisere en USB-kabel for å få tak i hannkontakten som går til strømforsyningen og skjøte/lodde den der det er passende.

Lodding eller tvinning av ledninger? Lodding er bedre, men hvis du ikke er flink, en god innpakning med et sjenerøst lag med isolerende tape kan hjelpe deg ut av en trang situasjon. Sørg for at skjøtene er solide, helst beskyttet med krympekrympemiddel, og at du ikke forårsaker kortslutninger eller kritiske skjermingstap.

Kommersielle kabler og vanlige fallgruver ved kjøp

Noen produsenter inkluderer disse «data i den ene enden, strøm i den andre»-kablene med produktene sine, og det finnes også alternativer i butikker og på markedsplasser. Den store hindringen er at beskrivelsen ofte ikke er tydelig., og en god del av Y-ene på markedet opprettholder 5V på begge armene fordi formålet deres er å "summere" strømmen, ikke separere den.

Når du kjøper, se etter spesifikasjoner som indikerer at den ene enden, den som går til verten, ikke har strøm tilkoblet. Hvis du ser at «verten» er merket som kun data eller «ingen strøm», er det et godt tegn.Likevel bør du sjekke nøye, for det selgeren tilbyr samsvarer ikke alltid med det du faktisk mottar.

En annen vanlig fallgruve er å finne et produkt som faktisk er en hub og ikke en kabel. En hub legger til logikk og kompatibilitet mellomDette kan fungere, men grensesnittet/synthen din fungerer kanskje ikke via en hub og krever en direkte vert (spesielt med mange lyd-/MIDI-enheter). Og hvis den bruker en typisk mobiltelefonkontakt på "vertssiden", fungerer den kanskje ikke med datamaskinen din.

USB-isolator: et effektivt alternativ med ekstra beskyttelse

I tillegg til Y-kabelen finnes det en svært effektiv løsning: USB-isolatorer. De fungerer som en galvanisk barriere mellom datamaskinen og enheten., og kutter av støyveien og tilbyr i prosessen beskyttelse mot strømstøt og andre elektriske forstyrrelser.

I årevis var de dyre, men prisene har falt ganske mye. Det finnes modeller fra forskjellige merker; en som anbefales av brukerne er den fra Olimex., som gikk fra rundt €60 til mye rimeligere priser. Hvis du foretrekker å unngå gjør-det-selv-prosjekter eller trenger totalisolasjon, er en isolator vanligvis et trygt valg.

Ekte tilfeller: hva de lærer oss og hvordan vi skal stille diagnosen

Eksempel 1: En Focusrite Scarlett 2i2 USB 2.0 koblet via USB-C til en Lenovo P-51 bærbar PC. Brukeren oppfatter en tydelig 60 Hz summing, sterkere når man berører strengene og når man plasserer den bare foten på et betonggulvMed en gummimatte dempes støyen, men den forsvinner ikke.

De har allerede sjekket gitarens interne kabling (ingen synlige jordsløyfer), prøvd en Anker PowerExpand 7-i-1-dokk (uten jordet strømkabel) og brukt en iFi iDefender+ uten resultater, også uten jordet strøminntak. Det er veldig vanskelig å finne USB-dokkingstasjoner med ekte jord ved kilden., og det begrenser effektiviteten i disse tilfellene. De har heller ikke prøvd noen annen stikkontakt eller bærbar PC, på grunn av manglende logistiske muligheter.

Ledetråder som dette scenariet antyder: hvis summingen øker når du berører strenger eller gulvet, Det er en «trangsynt» massereferanse eller potensielle forskjellerEn USB-isolator eller Y-kabel som kutter av vertens 5V (og forsyner den med strøm fra en ren, og hvis aktuelt, jordet, kilde) utgjør ofte forskjellen. Å prøve en annen stikkontakt på en annen krets er også en ledetråd, selv om dette ikke alltid er mulig hjemme.

Eksempel 2: En Behringer Pro 800 koblet til en PC via USB, mens lyden går til et Universal Volt-grensesnitt, også via USB. Bare koble til Pro 800s USB-port, støy oppstår i systemetKablene har allerede ferrittringer, og jording av PC-kabinettet rørte ikke nålen.

Dette kabinettet passer til den «klassiske» delte strøm-/jordstøyen når man legger til . Den anbefalte fremgangsmåten er å isolere 5V fra verten til Pro 800. med en Y-kabel kun for data til datamaskinen pluss en separat strømforsyning, eller direkte mellomkobling av en USB-isolator. Ferritter er til liten hjelp med 50/60 Hz summing; og jording av PC-kabinettet løser ikke alltid problemet hvis støyveien er selve USB-bussen.

Sjekkliste over praktiske tiltak (fra minst til mest inngripende)

Før du hopper inn i gjør-det-selv-prosjektet, er det en logisk rekkefølge for testing. Tanken er å isolere årsaken med minst mulig innsats. og bare hvis det ikke gir etter, gå videre til mer «kirurgiske» løsninger.

• Prøv en strømførende hub hvis du allerede har en, vel vitende om dens begrensninger. Hvis huben ikke isolerer 5V fra verten, kan det hende at det ikke hjelper., men noen ganger reduserer det støy.
• Hvis du har en USB-enhet av typen «defender» eller «filter», må du bare bruke den med en ekstern strømkilde som er jordet til strøminngangen. Uten fast land kan effekten være marginal..
• Bytt porter og kabler. Noen porter er mindre «støyende» enn andre, og en dårlig skjermet kabel gjør alt verre.
• Hvis mulig, prøv en annen stikkontakt eller grenuttak. Ulike kretser kan ha mindre potensialforskjell mellom landene.
• Unngå huber hvis lyd-/MIDI-utstyret ditt ikke støtter dem. Det finnes enheter som krever direkte vert og mislykkes med mellomledd.
• Bruk riktig Y-kabel: data til PC-en uten 5V og ekstern strøm til enheten. Det er den mest effektive løsningen som kan gjentas uten å gå inn i galvanisk isolasjon.
• Vurder en USB-isolator når du vil dempe støyen i fødselen. Det legger også til overspenningsvern..

Tekniske detaljer som utgjør forskjellen

Når du injiserer ekstern energi, bruk en stabil og kvalitetskilde. Gode ​​mobilladere er vanligvis tilstrekkelig., men det er bedre om de er fra anerkjente merker med god filtrering. Selv om du ikke trenger en mystisk «audiofil» kilde, er det viktig at den ikke legger til mer støy enn den fjerner.

Når du kutter den røde ledningen i din hjemmelagde Y-ledning, må du respektere skjermingen. Prøv å få nettet og duken til å dekke skjøtene igjen., og ikke forleng de "frie" seksjonene for lenge. Mindre eksponert overflateareal betyr mindre interferens.

Hvis du eksperimenterer med «jordløft» på den svarte ledningen mot datamaskinen, gjør det med omhu. I noen sammenstillinger kan fjerning av felles jord stabilisere summingen., men i andre bryter det referanser og forårsaker kommunikasjonstap. Prioriter å opprettholde masse med mindre berettiget bevis fremlegges.

Sjekk etikettene på alle Y-er du kjøper veldig nøye. Bare fordi den ene enden sier «PWR», garanterer det ikke at «PC»-enden er uten 5V.Se etter eksplisitte indikasjoner på «kun data», «ingen strøm» eller lignende. Hvis ikke, anta at 5V fortsatt kan være tilstede.

Typiske feil og hvordan du kan unngå dem

Tror at alle ferritter fikser 50/60 Hz summing. Nei: Ferritter er for høyfrekvente; nyttig mot RF, ineffektiv mot nettbrumming og jordsløyfer.

Kjøp den første Y-kabelen og anta at den skiller strøm. Mange Y-er er designet for å summere strøm fra to porter., ikke for å kutte strømmen til verten. Sjekk databladene eller bruk et multimeter.

Anta at en "strømforsynt" hub isolerer 5V. De fleste omgår vertsstrømmenBare noen få spesifikke modeller eller konfigurasjoner er nok til å oppfylle kravene.

Bruk en hub når utstyret krever direkte hosting. Med visse lyd-/MIDI-enheter legger en hub til inkompatibiliteter og det er ikke en løsning.

Å fraskrive seg ethvert tilbehør fordi det «ikke gjorde noe» uten å mate/jorde det ordentlig. Hvis et filter/forsvarer krever jordet strømtilførsel og du gir ham det ikke, stuper handlingsrommet hans.

Tegn på at du er på rett spor

Hvis støyen faller dramatisk etter å ha kuttet 5V-spenningen til datamaskinen og forsynt den med strøm fra en ekstern kilde, har du identifisert rotårsaken. Når summingen varierer når du berører strenger eller gulv og deretter forsvinner med Y eller isolator, er det vanligvis bekreftet at støybanen var USB-strømmen/jorden.

Hvis du kan slå av lyden på systemet uten å berøre noe annet med en USB-isolator, har du også truffet spikeren på hodet. Disse enhetene fungerer veldig bra når problemet er jordreferanse. eller koblinger via buss.

Hvis en strømforsynt hub ikke endrer noe eller gjør ting verre, ikke bli overrasket. Det er ikke det ideelle verktøyet for å kutte av 5V fra verten., derfor skiller Y-kabelen og isolatoren seg ut.

Korte vanlige spørsmål

Kan en hvilken som helst mobiltelefonlader forsyne Y-terminalen med strøm? Vanligvis ja, hvis den leverer stabile 5 V og nok mA. Bedre et pålitelig merke med god filtrering for ikke å gjeninnføre støy.

Kan jeg bruke en kjøpt Y-enhet for kun data hvis enheten min også bruker USB-strøm? Ja, så lenge du sender inn 5 V gjennom PWR-kontakten. Uten den ekstra strømmen kan det hende at apparatet ikke slår seg på. eller koble fra.

Hvordan finner jeg ut hvilken prosess som hindrer meg i å mate ut en USB-stasjon som er «i bruk», selv om ingenting er åpent? Vi forteller deg alt i denne lenken.

Er en Y-verdi som "summerer" strømmen fra to porter noe godt? Ikke for dette. Disse Y-ene gir flere ampere, men de kutter ikke 5V fra verten., som er akkurat det du bør unngå.

Er en USB-isolator farlig? Gode modeller er trygge og inkluderer overspenningsvern. Sjekk spesifikasjoner og strømgrense for å sikre at det dekker utstyret ditt.

Hva om jeg fortsatt får støy etter alt dette? Sjekk at det ikke finnes andre jordbaner for analog lyd (jack, XLR osv.). Noen ganger er løkken i de analoge forbindelsene, ikke bare på USB. DI-bokser med jordløft kan hjelpe i disse områdene.

Hvis du har kommet så langt, vet du allerede hvorfor støy sniker seg inn i USB-lydutstyr, hvorfor en strømforsynt hub ikke er en universalmiddel, og hvordan du skiller "strøm" fra "data" med en Y-kabel eller eliminerer det helt med en USB-isolator. Dekslene til Focusrite Scarlett 2i2 på en Lenovo P-51 og Behringer Pro 800 med en Universal Volt eksemplifiserer problemet perfekt og bekrefter at det å kutte verten 5V eller isolere bussen er de trekkene som virkelig forandrer spillet.