Избавляемся от помех и наводок с USB-изолятором: просто, дёшево, эффективно

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com (подробнее »)
| Обзор | Платформа ПК

Коротко о главном: Цена – 5-6$ (На таобао. На Али  — дороже). Скорость – USB 2.0 Full Speed, Устройства с питанием от шины USB работают плохо – не хватает тока, но доработка возможна.

 

Что это такое, и зачем оно может вам понадобится? (Далее абзац – максимально просто и понятно, для гуманитариев, технарей попрошу с советами не лезть).

Это устройство обеспечивает гальваническую развязку (то есть, ток перестает течь) порта USB. Обычному пользователю такое нужно нечасто, так как сценарии его применения очень специфические, но часто, столкнувшись с проблемами, которые можно решить этим устройством, большинство пользователей так и не находят им правильного решения. Самая распространенная проблема – наводка на звуковой тракт (шумы, помехи, искажения), при одновременном подключении источника по USB и аудио входам. Расскажу про них на своем примере. У меня есть синтезаторы Yamaha PSR E-413, Casio CT-X5000, я их подключаю к компьютеру для использования в качестве устройства воспроизведения MIDI файлов (всё работает нормально), и хочу это самое воспроизведение оцифровать, с помощью внешней или встроенной звуковой карты. (вот тут уже появляются проблемы). Как только подключу синтезатор и звуковую карту к друг другу (при уже подключенном USB порте), сразу из динамиков синтезатора, даже если выкрутить громкость на минимум, становится слышен писк (в случае с Casio) или гул (в случае с Yamaha). Соответственно, эти помехи присутствуют и в записи, что делает её непригодной для использования. Причина простая – после подключения обычным, аналоговым кабелем, в системе появляются два «земляных» провода, и через них, наводки попадают на вход звуковой карты. Другой сценарии – у вас дома небольшая студия, гитары, синтезатор, микшер, и вы решили записать ваше выступление в компьютер, специально для этой цели купили хорошую, дорогую звуковую карту, подключаете её к компьютеру и к микшеру, и в записи получаете ужасный фон и треск. Проблема опять в «второй земле» (которая на этот раз, получается через общую шину заземления), через которую наводки попадают на вход.

Решение этой проблемы имеет несколько вариантов, и у всех свои особенности и недостатки, расскажу об некоторых из них.

  1. Убираем второй земляной провод, перерезав его или в аудио кабеле, или в USB кабеле. Решение ОЧЕНЬ плохое, так как в случае перерезания земли в аудио кабеле, наводки хотя и уменьшатся, но вы получите много новых – земля в USB кабеле не предназначена для работы в качестве таковой для источников звука. А если перережете массу в USB кабеле, то результат может быть ещё более плачевным – работать то будет, но если вы случайно отсоедините аудио кабель от одного из устройств, то порты USB повиснут в воздухе, и вполне могут сгореть – были прецеденты в моей практике.
  2. Ставим изолирующий аудио трансформатор. Это самое простое решение, но имеет и свои минусы – любой трансформатор вносит искажения в звук, а такой, который их вносит в минимальном количестве, может стоить и долларов 200, а то и больше.
  3. Применяем USB изолятор – наиболее практичное и элегантное решение, которое имеет много плюсов, но имеет и некоторые недостатки, которые, впрочем, легко можно исправить. (об этом поговорим далее)

Что касается технарей, думаю, объяснять вам, для чего может понадобится USB изолятор – смысла нет. Тут и подключение осциллографов и анализаторов к «горячим» источникам, поиск и локализация разных глюков, и многое другое. Так что переходим собственно к герою обзора.

Сердцем данного изолятора является микросхема ADUM3160 – одна из наиболее доступных и базовых среди USB изоляторов от фирмы Analog Devices. Поддерживаются режимы USB Low Speed, USB 2.0 Full speed. Поддержки High speed – нет. В отличие от рекомендованной производителем схемы включения, китайцы, в целях экономии ресурсов, разработали собственную «обвязку, которая, хотя и работает, но обеспечивает крошечный ток на выходе, и соответственно, прожорливые устройства, которые берут питание от USB порта, работать не будут.

Качество изготовления, традиционно для китайских фирм, входящих в холдинг “Noname”, очень высокое и соответствует всяким ISO 9001, кто бы сомневался. Тут и не отмытый флюс, и криво припаянный USB разъем, и видавшее всё компоненты, заботливо собранные на лучших свалках Китая. Но как ни странно, всё более-менее работает, и проблем с стабильностью нет.

Устройство снабжено аж тремя разноцветными светодиодами и одним DIP переключателем, который служит для выбора режима работы (USB 2.0 Full speed/low speed)

Красный – горит, когда на устройство подано питание.

Синий – горит, когда выбран режим USB 2.0 Full Speed (как можно убедится по фото, светом синего светодиода можно сбивать дроны и слепить пролетающих мимо ястребов)

Зелёный – горит, когда выбран режим USB 2.0 Low Speed. (для чего этот режим, я так и не понял, большинство устройств в таком режиме работать отказываются)

Изолятор в системе никак не «видится» — он совершенно «прозрачный», и просто обеспечивает развязку. Работа с устройствами, у которых имеется свой источник питания, проблем не вызывает – всё работает стабильно, без провалов в скорости и «отваливания» устройства. А вот что касается устройств, которые берут питание с USB – то тут ждёт беда. Максимальный выходной ток, при котором напряжение на выходе держится в районе 5 вольт, около 50мА. В переводе на человеческий это значит, что всякие мелкие программаторы, анализаторы, переходники USB<>LPT, USB<>RS-232 работать будут, а вот USB осциллографы, звуковые карты, и прочие «энергичные» потребители – работать не будут. Приведу список того, что работает, и что не работает через этот изолятор.

Работают:

  • Программаторы Microchip PicKit 2, PicKit 3 (только, если прошиваем «голый» МК. Если в обвязке есть потребители, типа ЖК экрана или чего-то другого, то тогда будут глюки)
  • USB<>RS-232 переходники типа CH-340, PL-2303 и некоторые другие.
  • Анализатор Saelae Logic
  • Принтер HP LaserJet CP 1025 Color
  • Принтер HP LaserJet 2015n
  • Флешка SanDisk Cruzer Contour 8GB
  • Синтезатор Yamaha PSR E-413
  • Синтезатор Casio CT-X5000

Не работают:

  • Осциллограф Hantek DSO-2090.
  • Звуковая карта Behringer U-CA202
  • Звуковая карта Lexicon Alpha
  • Мобильные телефоны (даже в режиме передачи файлов)
  • ТВ Тюнер Astrometa DVB-T2
  • Внешние жесткие диски, в том числе, и с использованием SSD.
  • Зарядное устройство Turnigy AccuCel-6 80W

Так как я брал этот изолятор для применения с синтезаторами, вопрос неработоспособности некоторых устройств для меня не актуален, но я на всякий случай, сделал простой тест – выпаял преобразователь B0505, и на выходной каскад подал питание от отдельного, трансформаторного блока питания 5 вольт 350мА (зарядка от Nokia). Всё что не работало, заработало без сучка и задоринки. (разумеется, кроме внешних жестких дисков, которым не хватило этих самих 350мА). Так что, в случае необходимости подключения прожорливой нагрузки, просто заменяем преобразователь на более мощный, или подаём питание на выходной каскад с отдельного, гальванически развязанного блока питания.

И под конец, напомню ещё раз. Скорость у устройства — USB 2.0 Full speed, т.е. 12мбит, т.е. скорость копирования файлов, в лучшем случае, будет составлять не более 1.5мб в секунду. И хотя с применяемыми мной измерительными приборами это проблем не вызвало, вполне вероятно, что некоторое конкретное устройство в таком режиме не будет полноценно работать. К сожалению, протестировать весь спектр устройств у меня возможности нет, так что перед покупкой уточняйте, насколько ваше устройство может работать в режиме USB 2.0 Full Speed.

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Я стар, я очень стар, я суперстар :D 你们卖家天天要找买家帮你测评但是你的广告里不说你的产品是什么东西。我们买家不是什么东西都要的,用不着10个手机套或者10个充电宝。给佣金我也不要这么多废铜烂铁。谁有心思去购买这些东西还要问你讨退款的事?而且低于 600元 的工厂产品我没有兴趣测评…

11 комментариев

m
Так перестало пищать и гудеть в результате?
romabasov
А может быть при построении домашней студии в бюджет вложить нормальный блок питания и забыть про китайские вундервафли?
A-Gugu
Не помогает :) Источник помех — кривая схемотехника самих синтезаторов.
romabasov

Ответ A-Gugu на комментарий
Не помогает :) Источник помех — кривая схемотехника самих синтезаторов.


А на кой синтезатор, если midi клавиатуру уже изобрели?
A-Gugu
А на кой мольберт и краски, если фотоаппарат уже изобрели?
romabasov
Тёплое с мягким?
m
Так этот изолятор помог?
K

Ответ romabasov на комментарий
А может быть при построении домашней студии в бюджет вложить нормальный блок питания и забыть про китайские вундервафли?


Это вопрос заземления, а не блока питания.
н
Не знаю, как в вашей ситуации, но иногда помогает. Если в сетевом разветвителе наоборот отключить земляной провод, чтобы земли приборов были соединены через земляной провод в сетевом шнуре и лепестки в удлиннителе-разветвителе между собой, но не с землей. Если конечно в сетевых шнурах есть земляной провод. Самое простое наверное было бы соединение по оптике, но подозреваю что оптического выхода в синтезаторах нет. А так разделитель штука классная, со всех сторон.
178081473@vkontakte
2 ферритовых фильтра на каждом звуковом кабеле нужно иметь

Добавить комментарий