消除 USB 音频接口噪音：原因、技巧和实际解决方案

当您通过 USB 将音频接口、合成器或任何其他音乐设备连接到计算机并开始听到嗡嗡声、爆音或干扰时，这是一种令人沮丧的感觉。 这是一个比看上去更常见的问题。，并且它不区分品牌或范围：它发生在接口、控制器、合成器以及几乎任何通过 USB 接收电源或数据的设备上。

问题的根源几乎总是在于电力和数据如何通过 USB 电缆一起传输。 在同一条电线中，5V 线（和地线）与 D+ 和 D- 共存，而且计算机的供电设计并非为了高保真音频，而是考虑到了鼠标、键盘、内存和其他低要求的外设。这就是为什么计算机内部活动（CPU、风扇、开关转换器）和其他连接设备的噪音会悄悄地混入其中。接下来，我们将学习 如何消除 USB 音频接口的噪音。 

为什么音频设备上会出现 USB 噪音

标准 USB 电缆内部有四根导线：红色（5V）、黑色（地线）、白色（数据-）和绿色（数据+）。 关键在于来自计算机的 5V 线通常很“脏”，并叠加了由设备本身及其外围设备引起的杂散噪声。这些污垢会连接到音频系统，产生嗡嗡声、嘶嘶声或干扰声，这些噪音有时会根据处理器负载甚至风扇转速而变化。

这种现象并非某个特定品牌所独有：许多用户迟早都会遇到这种现象。 真正令人沮丧的是，它破坏了体验和质量。，特别是在录音、现场或关键监控环境中，嗡嗡声不再是可以接受的。

此外，还有一个加剧的因素：当接触金属部件、琴弦甚至地板时，某些噪音会增加，这取决于质量的参考方式。 如果系统“注意到”您的身体，它就会改变湿度水平。，当设备之间存在接地回路或电位差时，它与典型的 50/60 Hz 及其谐波相适应。

似乎这还不够，一些电缆标配铁氧体环，但并没有产生奇迹： 铁氧体有助于消除高频干扰但它们对解决电源/地线引起的低频嗡嗡声几乎无能为力。因此，虽然它们确实能起到一定作用，但很少能单独解决这些问题。

为什么有源集线器不能总是解决问题

常见的反应是插入 带有自带电源的 USB 集线器想想是有道理的：如果集线器“提供”电源，也许计算机噪音就不会再进来了。 问题在于许多集线器都使主机电源处于旁路状态。 与总线的其余部分一样，因此“脏”的 5V 仍然存在并且噪音仍然存在。

这是否意味着有源集线器永远无法工作？不一定。 如果您已经有一个，请尝试一下，因为有时它会有所帮助但最好不要想当然。很多机型并没有将电源与主机隔离，即使有外接电源，也没有切断噪音渗透的路径。

Y型电缆解决方案：分离数据和电源

最直接的替代方法是将电源与数据物理分离，这样计算机只能与设备“对话”，而不会为其供电。 这是通过 USB 音频 Y 型电缆实现的。，有三个连接器：一个连接到计算机（无 5V 的数据），另一个连接到电源（PWR），第三个连接到您的接口/合成器。

在这些电缆中，传输到计算机的信号必须仅携带 D+ 和 D-（绿色和白色），而红色 5V 线则断开。 查看标签：通常显示“PC”和“PWR” 区分两侧的连接方式。市面上并非所有 Y 型连接器都适用：许多连接器设计用于其他用途，导致电源连接到不该连接的地方。

如果您有 Y 并且没有注意到改善，那么有一个明确的测试： 剪断连接计算机部分的红线通过移除主机上的 5V 电压，可以确保设备不会由端口供电，从而消除噪声路径。这样，您就可以从单独的电源为设备供电。

如何一步步制作自己的电缆（DIY）

如果您是 DIY 爱好者，您可以将公/母 USB 延长线转换为连接到计算机的无源数据线，同时还可以创建额外的输入以将干净的 5V 电压注入设备。 DIY 的优点在于您可以根据自己的喜好选择连接器和长度。，并且您确切地知道什么是连接的，什么是不连接的。

打开电缆后，您会看到一层金属网和一层金属箔。它们都起到屏蔽作用。电缆内部有四根重要的导线：红色 (5V)、黑色 (地)、白色 (D-) 和绿色 (D+)。 这项工作包括“断开”通往计算机部分的 5V：那边红色不要接，只让数据通过。

为了保留常规布线，最好使用便宜的延长线。 有了剪刀和绝缘胶带，你就足够了小心地取下盖子，分开网格和铝箔，找到电线，并在红线接触的地方剪断。将两端绝缘好，确保没有暴露或被触碰的东西。

那么（黑色）质量呢？这里有细微的差别。 USB传输是数据平衡的，但地是参考很多情况下，最好保留它。如果环路仍然存在或噪音没有消退，可以尝试不将黑色导线连接到计算机作为“接地线”（类似于许多 DI 盒上的接地线）。但是，除非绝对必要，通常最好保留公共接地。

一旦计算机不再提供 5V，计算机就需要从某处获取电源。 这就是 Y 的第三个连接器发挥作用的地方。：将外部电源的 0V 和 5V 连接到连接设备部分的黑色和红色电线。您可以拆卸一根 USB 线缆，取出连接电源的公头，并在合适的位置进行拼接/焊接。

焊接还是绞线？焊接更好，但如果你不熟练， 用厚厚一层绝缘胶带包裹好 能帮您摆脱困境。确保接头牢固，最好用热缩套管保护，并且不会造成短路或严重的屏蔽损耗。

商业电缆及其购买时的常见陷阱

一些制造商在其产品中包含这些“一端传输数据，另一端传输电源”的电缆，商店和市场中也有相关选择。 最大的障碍是描述往往不清楚。，并且市场上的很大一部分 Y 型变压器在两个臂上都保持 5V，因为它们的目的是“汇总”电流，而不是分离电流。

购买时，请查找表明一端（连接到主机的一端）未连接电源的规格。 如果您看到“主机”被标记为仅数据或“无电源”，这是一个好兆头。即便如此，也要仔细检查，因为卖家提供的并不总是与您实际收到的相符。

另一个常见的陷阱是发现一个实际上是集线器而不是电缆的产品。 集线器增加了逻辑和兼容性：这可能行得通，但你的接口/合成器可能无法通过集线器工作，需要直接连接到主机（尤其是在连接许多音频/MIDI设备的情况下）。而且，如果“主机”端使用的是普通的手机接口，它可能无法在你的电脑上工作。

USB隔离器：具有附加保护功能的有效替代方案

除了 Y 型电缆之外，还有一个非常有效的解决方案：USB 隔离器。 它们充当计算机和设备之间的电流屏障。，切断噪声路径，并在此过程中提供对电涌和其他电气恐慌的保护。

多年来它们一直很昂贵，但价格已经下降了不少。 有来自各个品牌的型号；用户推荐的是来自 Olimex 的型号。价格从约60欧元降至更实惠的水平。如果您不想自己动手，或者需要完全隔热，隔离器通常是不错的选择。

真实案例：它们教会我们什么以及如何进行诊断

示例 1：Focusrite Scarlett 2i2 USB 2.0 通过 USB-C 连接到联想 P-51 笔记本电脑。用户听到清晰的 60 Hz 嗡嗡声， 触摸琴弦时以及将赤脚放在水泥地上时，感觉更强烈使用橡胶垫可以降低噪音，但不会消失。

他们已经检查了吉他的内部接线（没有可见的接地回路），尝试了 Anker PowerExpand 7 合 1 基座（没有接地电源线），并使用了 iFi iDefender+，但没有结果，也没有接地电源输入。 很难找到具有真实接地源的 USB 基座。，这限制了它在这些情况下的有效性。由于缺乏后勤能力，他们也没有尝试过其他插座或笔记本电脑。

这种情况暗示：如果当你触摸琴弦或地板时嗡嗡声增加， 存在“狭隘”的大众参考或潜在差异使用 USB 隔离器或 Y 型线缆切断主机的 5V 电源（并由干净的电源（如果适用，最好接地）供电）通常可以解决问题。尝试更换不同电路上的插座也是一个线索，尽管这在家里并不总是可行的。

示例 2：Behringer Pro 800 通过 USB 连接到 PC，音频也通过 USB 连接到 Universal Volt 接口。只需连接 Pro 800 的 USB 端口， 系统中出现噪音电缆上已经有铁氧体环，并且接地 PC 外壳不会移动针头。

这种情况与添加时的“经典”共享电源/地噪声相符。 建议的做法是将主机与 Pro 800 之间的 5V 隔离 使用仅连接电脑的数据 Y 型线并单独供电，或者直接插入 USB 隔离器。铁氧体对 50/60 Hz 的嗡嗡声几乎没有帮助；如果噪声路径是 USB 总线本身，将电脑机箱接地并不总是能解决问题。

实际行动清单（从最不具侵入性到最具侵入性）

在开始 DIY 之前，需要按照合理的顺序进行测试。 其目的是用尽可能最小的努力找出原因。 并且，只有当它不起作用时，才采取更“外科手术”式的解决方案。

• 如果您已经有一个有源集线器，请尝试使用，并了解其局限性。 如果集线器没有将 5V 与主机隔离，则可能无济于事。，但有时它可以降低噪音。
• 如果您有 USB“防御者”或“过滤器”类型的设备，请仅在将其电源输入接地的外部电源的情况下使用它。 如果没有真正的土地，其效果可能微乎其微。.
• 交换端口和电缆。 有些港口比其他港口“噪音”小，而屏蔽性较差的电缆则会使情况变得更糟。
• 如果可能的话，请尝试其他插座或电源板。 不同电路可能具有较小的电位差 土地之间。
• 如果您的音频/MIDI 设备不支持集线器，请避免使用集线器。 有些设备需要直接主机 并且与中介机构失败。
• 使用正确的 Y 型电缆：将数据传输至不带 5V 的 PC，并将外部电源连接至设备。 这是最可重复有效的解决方案 无需进入电流隔离。
• 当您想要消除噪音时，请考虑使用 USB 隔离器。 它还增加了电涌保护。.

技术细节带来差异

注入外部能量时，请使用稳定且优质的能源。 通常合适的移动充电器就足够了。，但如果是信誉良好、滤波效果好的品牌就更好了。虽然你不需要神秘的“发烧友”音源，但重要的是，它产生的噪音不要超过它消除的噪音。

当您剪断自制 Y 形线中的红线时，请注意屏蔽和筛选。 尝试让网格和薄片再次覆盖接缝。并且不要将“露天”部分延伸得太长。暴露的表面积越小，干扰就越少。

如果您尝试将黑线“接地”，并将其连接到计算机，请谨慎操作。 在某些设置中，消除共同点可以稳定嗡嗡声，但在其他情况下，它会破坏引用并导致通信中断。除非提供合理的证据，否则优先维持质量。

仔细检查您购买的任何 Y 的标签。 仅仅因为一端写着“PWR”并不能保证“PC”端没有 5V。寻找“仅数据”、“无电源”或类似情况的明确指示；如果没有，则假设 5V 可能仍然存在。

典型错误及其避免方法

相信所有铁氧体都能解决 50/60 Hz 的嗡嗡声。不： 铁氧体用于高频；对射频 (RF) 有效，但对电源嗡嗡声和接地环路无效。

购买第一根 Y 型电缆并假设它可以分离电源。 许多 Y 型设计用于将两个端口的电流相加。，不要切断主机电源。查看数据表或使用万用表。

假设“供电”集线器隔离 5V。 大多数绕过主机电源. 只有少数特定型号或配置才真正符合要求。

当设备需要直接托管时，请使用集线器。 对于某些音频/MIDI 设备，集线器会增加不兼容性 这不是一个解决方案。

拒绝任何配件，因为如果没有正确供电/接地，它“什么也没做”。 如果滤波器/防护装置需要接地电源输入 如果你不给他，他的回旋余地就会急剧下降。

表明你走在正确道路上的迹象

如果切断计算机的 5V 电压并从外部电源供电后，噪音急剧下降，则说明您已经找到了根本原因。 当接触琴弦或地板时嗡嗡声会发生变化，然后随着 Y 或隔离器消失，通常可以确认噪声路径是USB电源/地。

如果您可以使用 USB 隔离器使系统静音，而无需触碰任何其他东西，那么您就成功了。 当问题出在地面参考时，这些设备工作得很好。 或通过总线耦合。

如果有源集线器没有改变任何事情或使情况变得更糟，请不要感到惊讶。 它并不是切断主机 5V 的理想工具。，这就是 Y 型电缆和隔离器脱颖而出的原因。

简要常见问题解答

任何手机充电器都能给Y型端子供电吗？一般来说，只要能提供稳定的5V电压和足够的mA电流，就可以。 最好选择具有良好过滤功能的可靠品牌 以免再次引入噪音。

如果我的设备也使用 USB 电源，我可以使用购买的仅支持数据的 Y 型适配器吗？可以，只要您通过 PWR 连接器输入 5V 电压即可。 如果没有额外的电力，设备可能无法启动。 或断开连接。

如何检测哪个进程阻止我弹出“正在使用”的 USB 驱动器，即使没有打开任何内容？ 我们在此链接中告诉您一切。

Y型转换器能把两个端口的电流“叠加”起来，对我来说够用吗？对我来说不行。 这些 Y 提供了更多的安培，但它们不会切断来自主机的 5V。，这正是您需要避免的。

USB隔离器危险吗？好的隔离器很安全，并且带有电涌保护功能。 检查规格和电流限制 以确保它覆盖您的设备。

如果这些步骤完成后仍然有噪音怎么办？请检查模拟音频接口（例如插孔、XLR 等）是否没有其他接地路径。 有时环路出现在模拟连接中，而不仅仅是 USB。带有接地提升装置的 DI 盒可以在这方面提供帮助。

如果您已经读到这里，您就已经知道为什么噪音会蔓延到 USB 音频设备，为什么有源集线器不是万能的，以及如何使用 Y 型电缆将“电源”与“数据”分开，或者使用 USB 隔离器将其完全消除。 Focusrite Scarlett 2i2 在联想 P-51 和 Behringer Pro 800 上与 Universal Volt 的对比 完美地举例说明问题并确认切断主机 5V 或隔离总线才是真正改变游戏的举措。