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Bruit harmonique introduit lors de l'utilisation d'une rallonge de dock iPhone connectée à un périphérique micro.

J'utilise un micro stéréo Tascam iM2 connecté au dock d'un iPhone 4S. Lorsque le périphérique est connecté directement, il n'y a aucun problème. Cependant, lorsque j'utilise un câble d'extension de dock, un étrange bruit harmonique est introduit. J'ai essayé des câbles d'extension de différents fabricants, et même le très bien noté câble d'extension dockXtender fabriqué par CableJive introduit ce bruit.

C'est un peu étrange car le convertisseur analogique-numérique est intégré au périphérique. Il ne s'agit pas d'un bruit analogique capté dans le câble, car le signal est purement numérique lorsqu'il arrive à l'iPhone. Le bruit semble être introduit dans le domaine numérique. J'ai enregistré un échantillon audio dans mon bureau et je l'ai analysé à l'aide de Matlab. Le bruit fluctue en amplitude, mais il s'agit clairement d'un complexe harmonique avec une fréquence fondamentale très précise de 1 kHz. L'ADC échantillonne à 44,1 kHz, il est donc particulièrement étrange que le bruit harmonique arrive avec une périodicité qui n'est même pas un multiple entier de la période d'échantillonnage. Pour l'anecdote, j'ai entendu un bruit harmonique similaire dans le passé, émis par certaines cartes son d'ordinateurs portables (en particulier les modèles Vaio C1s).

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Étant donné que le bruit ne fluctue jamais en fréquence, les tests ont montré que je peux remédier au problème en effectuant un prétraitement avec un filtre à retard fractionné basé sur les informations fournies ici . . . http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=951433 . mais il s'agit d'un filtre coûteux en calcul à mettre en œuvre.

Mieux vaut prévenir que guérir. Ma question est la suivante : quelle est l'origine de cet étrange bruit harmonique et, si possible, comment puis-je y remédier afin de ne pas avoir à gaspiller de la puissance de traitement en mettant en œuvre un filtre supplémentaire ?

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Vlad Points 2398

Ce que vous récupérez est l'IME de Synchronisation de la trame USB (très probablement par le fil de terre) :

Toutes les millisecondes (12000 fois la largeur totale de bit), l'hôte USB transmet un jeton spécial SOF (start of frame), contenant un numéro de trame incrémentiel de 11 bits à la place d'une adresse de périphérique. Ce jeton est utilisé pour synchroniser les flux de données isochrones. Les dispositifs USB 2.0 à grande largeur de bande reçoivent 7 jetons SOF supplémentaires en double par trame, chacun introduisant une "microtrame" de 125 µs (60000 fois les bits à grande largeur de bande).

L'USB 2.0 a ajouté un jeton PING, qui demande à un périphérique s'il est prêt à recevoir une paire de paquets OUT/DATA. Le périphérique répond par ACK, NAK ou STALL, selon le cas. Cela évite d'avoir à envoyer le paquet DATA si le périphérique sait qu'il répondra simplement par NAK.

Cela pourrait être évité avec un câble d'extension correctement blindé. Notez que même dockXtender ne protège que certains des fils. :

Un système révolutionnaire de blindage à deux niveaux place tous les signaux vidéo et audio à l'intérieur d'un blindage distinct afin de réduire les interférences avec les autres signaux circulant dans le câble.

Si vous êtes du genre bricoleur, il devrait être assez facile de fabriquer votre propre câble d'extension en utilisant des fils blindés de haute qualité. Vous n'aurez probablement besoin de connecter que quelques-uns des éléments suivants 30 broches : USB (alimentation, gnd, données+/-), tous les GND et peut-être accessoire/série (enable, rx/tx). Assurez-vous que vous protégez également la soudure sur le connecteur.

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Rudd Zwolinski Points 6852

Puisque la conversion A-N se produit à l'extrémité du périphérique, le bruit doit également exister à cet endroit.

Sans accès à l'appareil pour le démonter, je ne peux que deviner le problème, mais il est probable qu'il soit dû à un ou plusieurs des éléments suivants :

  • Le périphérique est probablement entièrement blindé en interne par rapport aux microphones via le connecteur ipod. Lorsque vous connectez un câble d'extension non blindé, le bruit ambiant externe est couplé au périphérique par le biais du câble. Vous pourrez peut-être confirmer ou infirmer ce phénomène si vous effectuez des tests dans des zones électriquement calmes - au milieu d'un champ, loin des lignes électriques, par exemple.

  • Le périphérique dispose d'un filtrage "juste suffisant", mais dès que vous ajoutez la longueur supplémentaire de fil, les réflexions - qui n'affectent pas le signal USB - commencent à provoquer des rebonds à la terre ou d'autres EMI. Il n'y a pas de moyen facile de tester cela sans un oscilloscope et/ou un analyseur de signaux.

  • Le périphérique est doté d'un convertisseur de puissance à commutation de 1 kHz (ce qui peut être nécessaire si, par exemple, il utilise des microphones électrostatiques, certains microphones à haute performance ou s'il fournit une "alimentation fantôme") et la longueur de câble supplémentaire à l'entrée du convertisseur à commutation entraîne des réflexions du signal de puissance qui seraient normalement bloquées par les filtres de puissance de l'appareil iOS lorsqu'ils sont électriquement proches. Cela aussi nécessiterait un équipement spécialisé pour le tester.

  • Des lignes à haute impédance, généralement court-circuitées dans certaines configurations du périphérique, indiquent à l'appareil iOS comment il prévoit de commencer à communiquer et ce dont il a besoin en termes d'alimentation et de communication. Il est possible que l'allongement de ces lignes, qui sont à haute impédance, couple le bruit dans le périphérique.

  • Cela pourrait être un problème typique de boucle de terre. Le simple fait d'ajouter plusieurs fils de terre plus longs, s'ils ne sont pas correctement connectés à l'extrémité périphérique, provoquera un flux de courant étrange et peut entraîner un bruit de masse à l'extrémité distante.

Si vous savez quels fils du câble le périphérique utilise réellement (probablement l'USB, l'alimentation et les fils série), vous pouvez probablement créer un câble qui répondra à vos besoins et éliminera la plupart des problèmes mentionnés ci-dessus. Vous devrez court-circuiter correctement les broches de détection à l'extrémité du périphérique iOS pour éliminer le problème de haute impédance et blinder même les broches numériques pour éliminer les problèmes d'EMI. Vous devrez court-circuiter les broches de masse appropriées aux deux extrémités (attention ici - dans certains cas, vous souhaitez un fil de masse séparé - là encore, une analyse minutieuse du périphérique devra être effectuée pour déterminer la manière correcte de court-circuiter les broches de masse).

En éliminant les plus de 20 fils dont vous n'avez pas besoin, et en blindant le reste, vous pourriez être en mesure d'éliminer tous les problèmes mentionnés ci-dessus.

Cependant, à moins que Tascam ne sorte son propre câble d'extension, c'est un processus long et difficile. Je vous suggère de les contacter, de leur montrer vos résultats et de discuter avec eux des solutions possibles.

1voto

Étant donné qu'il s'agit d'une question très technique et que vous avez fait un travail considérable pour documenter le problème, je vous suggère de vous adresser directement au personnel du support technique de la société Tascam. Au minimum, ils apprécieraient d'être informés de ce problème.

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