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[参考译文] INA217：前置放大器 INA217中的噪声

admin
Guru**** 1825110 points
Other Parts Discussed in Thread: INA217, OPA137, PCM2900
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/698716/ina217-hum-noise-in-pre-amplifier-ina217

器件型号：INA217
主题中讨论的其他器件： OPA137、 PCM2900

e2e.ti.com/.../C17145F.PDF

您好、先生、

    我们在其中一个项目中使用 INA217AIDWT 前置放大器。 INA217从 XLR 连接器获取差分输入。

前置放大器输出通过有源低通滤波器(使用 OP-AMP： OPA2353UA)进入音频编解码器(PCM2900CDB)。

该板是两层 PCB。

现在我不断听到嗡嗡声。由于嗡嗡声，我无法清楚地听到声音。

如何消除音频信号中的噪声？

特此附上此音频编解码器原理图供您参考。

此致

Lakshmanan V

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Lakshmanan、

    您最终创建了一个 hum 循环。 从 XLR 插头上断开麦克风时，会使噪声消失？

    Kai
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Lakshmanan、

    我怀疑、通过将 USB GND 连接到 XLR 连接器的信号 GND、您创建了一个接地环路、用于拾取线路频率噪声。 解决此问题的一种方法是在 XLR 引脚1和 USB_GND_CODEC 之间串联一个大电阻、然后使用电容绕过此电阻。 这有助于释放信号的直流电荷、同时仍保持交流耦合。  

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 Kai：

     当我断开麦克风时、我听到更多的噪声。

    谢谢、此致

    Lakshmanan V

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 Alex Davis：

    我在 XLR 引脚1和 USB_GND_CODEC 之间放置了与1000pF 电容器并联的1M Ω 电阻器。 音频信号中仍然存在噪声。 该噪声是电路板中的严重问题。 如何消除这种噪声？
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Lakshmanan、

    如果在没有任何东西连接到 XLR 插头的情况下仍然存在 hum、则表明您的电路中存在严重故障。

    1M 位为高电平。 您能用100R 再说一遍吗？ 如果存在 hum 环路、这应该已经大大降低了 hum。

    Kai
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Kai 和 Alex Davis

    我在 XLR 引脚1和 USB_CODEC _GND 之间并联了100欧姆电阻和1000pF 电容

    现在、我在音频信号中听到了噪声。 从 XLR 连接器上拔下麦克风后、我在音频信号中听到更多的噪声。

    这是此电路板中的严重问题

    兹随附音频编解码器原理图 pdf、PCB 顶部和底部 pdf，供您参考。

    e2e.ti.com/.../C17145B-PCB-TOP.PDFe2e.ti.com/.../C17145B_5F00_PCB-BOTTOM.PDF

    e2e.ti.com/.../C17145B_5F00_AUDIO-CODEC-SCHEMATIC.pdf

    谢谢、此致

    Lakshmanan V

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Lakshmanan、
    我注意到您将直接通过 USB 连接器为 INA217和 OPA137供电。 虽然 INA217和 OPA137都有良好的 PSRR 技术规格、但是 USB 电源将有一些噪声会被释放到这些放大器的输出中。 考虑到 OPA137的负电源 PSRR 规格较差、LTC1046的噪声也可能通过耦合。

    您能否提供有关您所经历的霍姆的更多信息？ 如果是线频(50或60Hz)噪声、则可能会在设计中的某个位置拾取噪声。 如果是频率更高的噪声、我怀疑电源噪声。
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    抱歉...未看到-5V 电压。 我撤销了我的最后一篇帖子

    但请将输入短路并查看噪声是否消失。
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Lakshmanan、

    布局中存在一些严重错误：您使用电荷泵生成-5V 电源电压。 众所周知、电荷泵会产生很大的噪声。 同时、您省略了实心接地层、但沿窄铜走线运行信号接地和电源接地。 就像这样、在这个电路中、您有一个非常小的麦克风信号、您放大的信号特别高。 为了克服这一切、该电路采用了混合模拟数字设计。 这不能奏效。

    首先、您必须通过提供一个实心接地层来改进信号接地布线。 然后、您应该在 LTC1046电荷泵的输入和输出上添加低通滤波。 但+5V USB 电源电压也可能会受到噪声的影响。 因此、您应该在 INA127的两条电源线上添加一些 RC 低通滤波。

    完全缺少实心接地层还会导致具有噪声接地电流的数字电路向模拟信号链注入额外的噪声。 因此、Hum 也可能来自 PCM2900的数字信令。 唯一的补救办法是通过添加实心接地层来大大改进信号接地布线。

    Kai
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Lakshmanan、

    要兑换我自己...

    有一些事情可以尝试精确定位噪声进入的位置。 将系统分解成多个阶段、一次消除每个部分。

    第一个是将两个 XLR_AUDIO 输入短接在一起。 只需用螺丝刀桥接插孔垫。 如果噪声消失、则输入为源、这很可能是因为输入是浮动的并会拾取噪声。 但我认为这不是您的问题...

    输入上的噪声将是共模噪声、并且应该大部分被消除。 我猜它来自参考线的某个位置、因为基准上的噪声会直接反映在输出中。

    我猜是因为这里有一个高阻抗节点(引脚4 C7/R9)、所以噪声来自伺服环路积分器("LPF 滤波器"U2)。 低通滤波器中的电容也可能很敏感。

    尝试快速将 PRE_OPAMP_REF 线路短接至接地端、并查看噪声是减小还是消失。 这将告诉您噪声是否通过基准输入传入。

    接下来、尝试将 INA (引脚7)的输出快速短接至 GND。 如果 hum 仍然存在、则源位于 INA 的上游。

    接下来是短接滤波放大器的输出。 请记住、这些是 Vs/2、所以不要将它们短接很长时间。 如果噪声消失、则滤波器放大器是源。

    如果 hum 仍然存在、那么它就是编解码器。 检查接地和参考线。 请注意、2900编解码器不推荐用于新设计、可能很快就会停产... 我注意到您将编解码器的模拟接地连接到了一条走线、该走线会连接到 GPIO 引脚。 这可能是接地噪声源。 它应接地到与信号相同的平面。

    当您在 X、Y 和 Z 平面中移动电路板时、hum 是否会发生变化？ 如果您将其放在接地的咖啡或油漆罐中会怎么样？

    您是否有任何其他设备连接到电路板？ 示波器和线路供电测试设备是臭名昭著的接地环路源。 如果仅使用 USB 电缆(且输入短路)便会使电路板空间"悬空"、则噪声会消失吗？

    与使用电池的台式机或笔记本电脑相比、台式机或笔记本电脑在使用台式机电源供电时是否存在噪声？ 计算机也可能有可疑的接地。

    在不接触任何接地端的情况下、将手指围绕电路板移动几毫米、以尝试找到噪声更大的位置。 这将揭示易受电容耦合影响的敏感节点。

    这是2层还是4层电路板？ 确保您没有无意中隔离接地层的一部分。
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    大家好、

      我们通过 USB 适配器为 USB 音频编解码器板供电。

    以下测试用例在此板中完成、没有麦克风输入。

    1. XLR 连接器差分输入(针脚2和针脚3)短接。 80%的噪声会被消除、我只听到非常少的噪声。

    2.前置放大器输出引脚接地短路，并消除 了 XLR 连接器差分输入之间的短路。在这种情况下，80%的噪声也会被消除，我只听到非常少的噪声。

    3、前置放大器 REF 引脚接地。 在本例中、我听到了噪声

    然后、我们将 OPA2353UA 构建的 LPF 中的两个运算放大器输出短路。 在本例中、我听到了噪声

    现在、我们没有焊盘来安装 RC 低通滤波器来过滤+5V 和-5V 电源噪声

    在该板中、XLR 输入部分更加敏感。

    该板是两层 PCB。

    请告诉我消除该噪声的解决方案。

    特此连接 USB 音频编解码器 schematice2e.ti.com/.../C17145B.PDF

    谢谢、此致、

    Lakshmanan V

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    您好、Lakshmanan、

    首先、我们应该了解 LTC1046是否是主要问题。 我会断开 LTC1046的输入与+5V 电源的连接。 然后、我将断开 LTC1046的输出与电路、从而使 LTC1046不再在电路中"存在"。 然后、我将从线性稳压器获取一个外部-5V 电源电压、并将其连接到之前 LTC1046输出连接到的电路。

    hum 是否仍然存在？ 如果是、则必须注意另一个严重的干扰源。 如果没有、您很幸运、可以通过提供额外的滤波来最终解决问题。

    分裂和征服！ :-)

    Kai

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    Lakshmanan

    我们尚未收到您的回复、因此我们假设您能够解决您的问题。 如果未在下面发布另一个回复。

    谢谢
    Dennis