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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: Marttyn en 30 de Mayo de 2010, 19:27:59

Título: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 30 de Mayo de 2010, 19:27:59
Hola! Me arme un circuito que es como una alarma, consta de un amplificador de audio (tda2003) y un sensor por infrarrojos.
El sensor es un receptor de IR de 38Khz, con un led IR parpadeando a la misma frecuencia.
El problema que tengo es que el parpadeo del led me induce un zumbido en el altavoz.
Ojala hubiese leido el articulo de interferencias de Chaly29 antes de haber hecho todo esto  :?
Mi duda es si puedo solucionar el zumbido sin tener que rehacer toda la placa, o tendre que empezar de nuevo?
Lo bueno es que el sensor y el amplificador estan separados, la alimentacion esta en el circuito amplificador y el sensor se conecta por un cable que lleva la alimentacion (5v y GND) y la señal que dice si se detecto algo. Quizas pueda poner algun filtro entre ambos circuitos para quitar ese ruido...
Cualquier ayuda es bienvenida!
Salu2!
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: ferna85 en 30 de Mayo de 2010, 20:10:51
Hola, martyyn, algunas sugerencias que se me ocurren...
primero, siempre que sea posible, alimentar ambos circuitos con fuentes independientes.
Esto nos dará idea si la interferencia entra por la alimentacion o es que se induce.
Si se induce, y son pcb separados, la intencidad dependerá de la distancia. Por lo que al alejarlos, deberá disminuir
Si, lográs confirmar que es efecto del ruido ambiental, suele ser una alternativa, agregar un plano de masa, por el lado de las pistas. Si se puede construir una jaula de faraday mucho mejor.
Si, el tema es por la alimentacion, es mas facil. Habra que construir algun filtrado, con un arreglo CLC o algo así. Pero para eso habra que ver el circuito. 
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 30 de Mayo de 2010, 22:44:54
Hola, seguramente es una armónica de 38kHz ya que nosotros no podemos escuchar esa frecuencia.

Habría que saber de cuántos Hz es la armónica y qué espectro de frecuencia de audio estás emitiendo por el parlante. Una vez sabiendo eso se puede hacer un filtro pequeño para atenuar el zumbido intruso.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: stk500 en 31 de Mayo de 2010, 00:27:52
yo suelo usar siempre un transformador de audio y me refiero a estos
transformadores de linea y microfonia (http://www.monacor-spain.net/modules.php?name=Buscar_Producto&idSeccion=1&NumCategoria=155)
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 01 de Junio de 2010, 15:02:32
Hola, martyyn, algunas sugerencias que se me ocurren...
primero, siempre que sea posible, alimentar ambos circuitos con fuentes independientes.
Esto nos dará idea si la interferencia entra por la alimentacion o es que se induce.
Si se induce, y son pcb separados, la intencidad dependerá de la distancia. Por lo que al alejarlos, deberá disminuir
Si, lográs confirmar que es efecto del ruido ambiental, suele ser una alternativa, agregar un plano de masa, por el lado de las pistas. Si se puede construir una jaula de faraday mucho mejor.
Si, el tema es por la alimentacion, es mas facil. Habra que construir algun filtrado, con un arreglo CLC o algo así. Pero para eso habra que ver el circuito. 

Ferna, la interferencia es seguro por la alimentacion. La placa principal consta de un amplificador de audio y un PIC.
(http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/th_Ampli.jpg) (http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/Ampli.jpg)

Como se puede ver en la PCB, el sensor comparte el plano de masa con el altavoz, por eso el zumbido se escucha incluso cuando el amplificador de audio no tiene señal o tiene el volumen a cero.

Hola, seguramente es una armónica de 38kHz ya que nosotros no podemos escuchar esa frecuencia.

Habría que saber de cuántos Hz es la armónica y qué espectro de frecuencia de audio estás emitiendo por el parlante. Una vez sabiendo eso se puede hacer un filtro pequeño para atenuar el zumbido intruso.

Mig, no tengo idea de señales armonicas, pero seguro que con un osciloscopio la puedo detectar y ver su frecuencia. Estos dias me tendria que llegar el Osciloscopio DSO nano (http://www.seeedstudio.com/depot/backorder-dso-nano-pocket-size-digital-storage-oscilloscope-p-512.html?cPath=11). Una vez detectada la frecuencia armonica, como me armo el filtro?

yo suelo usar siempre un transformador de audio y me refiero a estos
transformadores de linea y microfonia (http://www.monacor-spain.net/modules.php?name=Buscar_Producto&idSeccion=1&NumCategoria=155)

Stk, cuando y para que se utilizan esos transformadores?

Gracias a todos!
Salu2
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 01 de Junio de 2010, 15:48:57
Hola Marttyn.

Ahora que he estado platicando con Akenafab sobre el amplificador de audio que él está construyendo me ha dicho que el ruido que se genera en la salida se debe casi siempre a una mala alimentación del amplificador de audio. Yo checaría si el amplificador está siendo correctamente alimentado antes de probar con el filtro.

Si el amplificador funciona bien, entonces el filtro se haría con una resistencia y un capacitor, calculado a mano (orden 1). Si deseas un filtro más potente podríamos hacer uno con algun software. Por eso no te preocupes. Tú sólo detecta la(s) frecuencia(s) parásita(s) y acá te ayudamos.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 01 de Junio de 2010, 15:55:36
Hola Marttyn.

Ahora que he estado platicando con Akenafab sobre el amplificador de audio que él está construyendo me ha dicho que el ruido que se genera en la salida se debe casi siempre a una mala alimentación del amplificador de audio. Yo checaría si el amplificador está siendo correctamente alimentado antes de probar con el filtro.

Si el amplificador funciona bien, entonces el filtro se haría con una resistencia y un capacitor, calculado a mano (orden 1). Si deseas un filtro más potente podríamos hacer uno con algun software. Por eso no te preocupes. Tú sólo detecta la(s) frecuencia(s) parásita(s) y acá te ayudamos.

Mig, estoy casi seguro que el ruido lo genera el sensor, ya que si lo desconecto de la placa principal, el ruido desaparece.
Mientras no tenga osciloscopio no sabre la frecuencia parasita. Se te ocurre algun valor de condensador y resistencia para ir probando?  :mrgreen:
Por cierto, un inductor no ayudaria a disminuir el zumbido?
Salu2
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 01 de Junio de 2010, 16:00:35
Pues podrías detectar el ruido si fuera puro, pero normalmente tiene varias frecuencias al mismo tiempo.

Hay que hacer un filtro pasa bajos si el ruido es agudo, un filtro pasa altas si el ruido es grave o un filtro supresor de banda si el ruido ni es uno ni es otro.

Entiendo que el sensor opera a 38kHz pero esa es una frecuencia que los humanos ya no escuchamos, por eso mencionaba que ha de ser alguna frecuencia derivada (armónica) a partir de los 38kHz. Ese ruido derivado ha de estar entre 20Hz y 15kHz.

Podríamos hacer pruebas pero hay que saber qué filtro es el que mejor te servirá. Más o menos a oído de buen cubero dinos qué frecuencia es la que se oye  :D

Sí, se pueden usar bobinas pero es más fácil conseguir capacitores.  ;-)
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 01 de Junio de 2010, 16:06:52
Comprendido mig. Esperare a tener el osciloscopio para ver que es lo que esta ocurriendo  :g)
Salu2
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 01 de Junio de 2010, 16:10:24
OK.

Pero talvez algún experto antes encuentre algún detalle en la PCB que subiste.  ;-)
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: pablomanieri en 01 de Junio de 2010, 16:59:11
Las pruebas las haces con la entrada al amplificador flotando?, porque si es así por ahí puede entrar ruido, ya que hace de antena. Te aconsejaría que le coloques una resistencia a masa.
Otra cosa, si miras bien el plano de masa, la longitud mas corta desde donde entra gnd, hasta el gnd de la alimentación del sensor pasa justo por el pin gnd del tda 2003(los planos de masa se las señales analógicas y digitales deberían ir separados y unidos en un solo punto.). Eso puede inducir ruido, te aconsejo que coloques un capacitor cerca del conector donde sales con 5v para el sensor, y que "unas" el plano de masa, más cerca del conector de alimentación del sensor con un cablecito corto.
La entrada de alimentación que va al amplificador debería tener un capacitor de valor grande, todo depende con que estés alimentando el circuito.
 
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 01 de Junio de 2010, 17:15:02
Gracias pablo por las observaciones!
La entrada del ampli nunca esta flotando, esta conectada directamente a la fuente de audio, que es un integrado ISD1420. El zumbido se oye incluso cuando se esta reproduciendo un sonido.
Y efectivamente, tienes razon, el GND del sensor pasa por el pin de masa del ampli. Ni me habia parado a mirar el recorrido que haria la alimentacion del sensor  :oops: Probare acortar la distancia con un cablecito como comentas.
El circuito lo alimento con una bateria de 12v. No entiendo donde dices que debo poner un capacitor de gran valor  :?:

Estoy aprendiendo a base de palos! Estoy seguro que mi proxima placa que lleve audio tendra mucho mas en cuenta el diseño  :mrgreen:
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Modulay en 01 de Junio de 2010, 18:38:53
Y efectivamente, tienes razon, el GND del sensor pasa por el pin de masa del ampli.

Creo que por ahí anda el problema
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: pablomanieri en 01 de Junio de 2010, 19:06:53
Lo del tema del capacitor es porque el tda2003 consume bastante corriente que se la entrega a la carga, por eso si la fuente no era buena debías colocar uno de una capacidad considerable para poder darle a la carga, en este caso el parlante la corriente necesaria sin que se caiga la fuente. Pero como lo estás alimentando con una batería no hay problema, siempre y cuando esté bien cargada.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: stk500 en 02 de Junio de 2010, 01:55:55
Hola Marttyn lo que te comentaba referente al Transformador miralo aqui
http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_amplificadores/Bajoruido/Bajoruido.html
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 02 de Junio de 2010, 07:47:17
Hola Marttyn lo que te comentaba referente al Transformador miralo aqui
http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_amplificadores/Bajoruido/Bajoruido.html

Rafa, muy interesante la pagina!
La lei rapido para hacerme una idea, pero es digna de dedicarle un rato para entender bien todo lo que dicen!
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 22 de Junio de 2010, 15:07:49
Bueno, ya tengo osciloscopio! Ahora tengo mas claras unas cosas y mas confusas otras  :D
Por lo visto tengo varios "ruidos" diferentes.
Entre 5v y 0v tengo un ruido tal que asi:
(http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/FILE003.jpg)

Que supongo que es generado por culpa de conmutar 1A que entrego a un LED IR para un sensor de proximidad. El periodo de la onda es de 20mS, y la diferencia de voltaje es de unos 296mV.

Por otro lado, como vereis a continuacion, el PWM que envia el led no es simplemente a 38Khz, sino que segun el datasheet del receptor IR, hay que enviar varios ciclos a 38khz, y despues hacer una pausa para no saturarlo ya que tiene ganancia automatica y entonces pierde sensibilidad (las cosas que se aprenden mirando un datasheet!!!)
Se envian 20 ciclos a 38khz y luego se hace una pausa de 5mS. Esta es la salida del sensor (salida invertida):
(http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/FILE006.jpg)

Haciendo cuentas y echando imaginacion  :D me da que el ruido en la alimentacion tiene esa forma por algun motivo. Los 20mS de periodo coinciden con 4 periodos de 5mS que son los "descansos" del PWM. Ademas, creo que debe tener esa forma por los condensadores de la alimentacion que no tienen capacidad suficiente para soportar los picos de 1A y por eso se van cargando y descargando progresivamente.

En fin, el zumbido que sale por el altavoz (medido en el propio altavoz) es asi:
(http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/FILE004.jpg)

Y se ve que su frecuencia es igual a la duracion de los PWM mas los 5mS.
En conclusion, asumiendo que el ruido que hay en la fuente es provocado por el PWM, solo con colocar un condensador gordo se solucionaria? o habra que poner un filtro pasa bajos?
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Nocturno en 22 de Junio de 2010, 15:47:54
Pues si ya lo tienes en pantalla, sólo te falta ponerle cosas hasta que desaparezca, ¿no?
Yo probaría con un condensador gordo, sí  :D
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 22 de Junio de 2010, 15:55:58
Uno muy muy gordo  :D Es que si la carga es de 1A, tendría que ser como de 4700uF o algo similar. También podrías alimentar esa bocina con una fuente diferente para que la carga de 1A no le pegue.

En caso de que no se vaya el ruido, se podría hacer un filtro que elimine el pico de cada 5.5ms, un filtro para deshacerse de la f de 181Hz.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 22 de Junio de 2010, 17:33:51
Pues si ya lo tienes en pantalla, sólo te falta ponerle cosas hasta que desaparezca, ¿no?
Yo probaría con un condensador gordo, sí  :D

No lo habia pensado, pero puedo ver EN DIRECTO como afecta un condensador a la grafica del osciloscopio!
Hare pruebas... sino hare lo que dice mig y pondre un filtro pasa bajos con corte cerca de 181hz
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 22 de Junio de 2010, 18:21:12
Pues si ya lo tienes en pantalla, sólo te falta ponerle cosas hasta que desaparezca, ¿no?
Yo probaría con un condensador gordo, sí  :D

No lo habia pensado, pero puedo ver EN DIRECTO como afecta un condensador a la grafica del osciloscopio!
Hare pruebas... sino hare lo que dice mig y pondre un filtro pasa bajos con corte cerca de 181hz

Uno de 250Hz sería ideal, así queda alejada de la de 181Hz.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 27 de Julio de 2010, 14:29:14
Bueno, este proyecto ya paso a la siguiente version. El ISD1420 que reproducia el sonido no tenia calidad suficiente, asi que opte por el VMUSIC2 que es un aparatito que reproduce MP3 almacenados en un pendrive. Es muy practico ya que se encarga de todo el tema de la FAT, por lo que solo tienes que enviarle por la UART el nombre del archivo a reproducir y lo hace solito  :-/
http://www.vinculum.com/prd_vmusic1.html
Si bien mejore la parte de reproduccion de sonido, aun me queda el tema de la interferencia. Ya que antes usaba un solo LED para detectar proximidad, y ahora son 2 por lo que ahora conmuto cerca de 1,5A. Lo curioso es que el polimetro marca un consumo de apenas unos miliamperios. Debe ser por el PWM, y debe promediar o algo asi el consumo.

Bueno, lo que quiero filtrar es lo siguente: por un lado tener un pic que se encarga de comandar el VMUSIC2 y por otro el sensor. En comun tienen la alimentacion y la señal de retorno del sensor. Al estar alimentados por la misma fuente me preocupa el diseño de la placa para que no meta interferencias en el VMUSIC2 y en la señal de audio.
Si, podria poner un condensador de 4700uF, pero es enorme! Seguro que con una resistencia y un condensador mucho mas pequeño lo puedo solucionar, el tema es que no tengo claro como...
Mirando un poco por internet busque "filtro pasabajos" y de entre todo lo que encontre y pude entender tengo que:

(http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/FiltroPasabajos.jpg)

fc = \frac{1}{2 \pi RC}

Conectando en la entrada mi alimentacion "ruidosa", y en la salida conecto el PIC y el VMUSIC2.
Si el el PIC mas el reproductor consumen unos 100mA... 150mA para estar seguros. La resistencia deberia ser de R = V / I (5v /0.15A) = 33ohm o menos, con lo cual...
Usando un condensador de 33nF y una resistencia de 33ohm tendriamos una freciencia de corte de 14,6KHz... Todas las frecuencias superiores se ven atenuadas...
No se porque, pero no me cuadra! con un condensador MINUSCULO de 33nF no creo que pueda atenuar las interferencias de una señal a 30Khz (duty de uno 15%) y 1,5A...  :z)

Supongo que tendre que tener en cuenta algo que no estoy viendo...  :(
Alguna pista?


PD: en la formula aparece "hc" cuando deberia ser "fc" de Frecuencia de Corte, pero no se porque el LATEX se empeña en no funcionar bien, o hay algo que no entiendo...
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 27 de Julio de 2010, 18:59:49
Marttyn, ¿tendrás un diagrama de lo que hay conectado actualmente?
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marioguillote en 27 de Julio de 2010, 19:06:06
¿Habría imágenes del montaje?

Saludos!
Mario
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 27 de Julio de 2010, 21:04:42
Os pongo el esquema y la PCB que tengo diseñada (no esta hecha fisicamente aun)
Leyendo los consejos de Chaly para combatir el ruido separe las masas y puse en la misma imagen de la PCB los dos cambios que podria hacer para mejorar la inmunidad al ruido y poder quitar el consensador gigante  :mrgreen:

(http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/th_Esquema.jpg) (http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/Esquema.jpg)   (http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/th_PCB.jpg) (http://i299.photobucket.com/albums/mm317/Marttyn/Electronica/PCB.jpg)

Lo que intento hacer con las bobinas es esto:
(http://www.todopic.com.ar/interferencias_archivos/image024.jpg)

La alimentacion es de 5v que me los da un regulador step down con 3A de salida. Son los que se usan para aeromodelismo con baterias de litio.
Como este: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=3735&Product_Name=HXT_UBEC_5/6v_output,_5.5~23v_Input

Como lo ven?
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: migsantiago en 27 de Julio de 2010, 22:52:40
Sobre el filtro RC, no creo que esté bien calculado ya que si haces un divisor de tensión entre la R de 33ohms y la carga (pic + vmusic), la R final cambia. Además no llegan 5V a la carga, llegan menos.

Yo probaría con un filtro RC también pero con un zener apoyando al capacitor. El zener podría ser de 3.3V y así los 1.7V restantes serán los que tengan el ruido y sólo caerían en la R de arriba.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Suky en 28 de Julio de 2010, 00:33:48
El concepto a aplicar un filtro pasabajos como el mostrado para alimentar un circuito es errado (Y eso ha llevado a calcular una resistencia de una forma totalmente errada). Lo que se puede hacer es colocar unos 3 capacitores (100uF, 100nF, 1nF) para reducir el ruido o implementar lo que muestra el tutorial de Charly.


Saludos!
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 28 de Julio de 2010, 18:38:24
Ya me parecia a mi que no estaba bien calculado   :mrgreen:
Pondre las bobinas para separar las fuentes. Como calculo el valor para aislar medianamente las fuentes?
Lei que poner un regulador de tension ayuda mucho a filtrar los ruidos. Podria usar la misma fuente para alimentar dos reguladores diferentes, uno para la logica y otra para la potencia.
Suky, poner 3 condensadores no es equivalente a poner uno de mayor tamaño?
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Suky en 28 de Julio de 2010, 20:10:29
Ya me parecia a mi que no estaba bien calculado   :mrgreen:
Pondre las bobinas para separar las fuentes. Como calculo el valor para aislar medianamente las fuentes?
Lei que poner un regulador de tension ayuda mucho a filtrar los ruidos. Podria usar la misma fuente para alimentar dos reguladores diferentes, uno para la logica y otra para la potencia.
Suky, poner 3 condensadores no es equivalente a poner uno de mayor tamaño?

Para utilizar un regulador lineal de 5V necesitas alimentarlo con mínimo 7.5V para que funcione correctamente. Colocar 3 capacitores como te mencione no es equivalente a uno solo en el tratamiento de ruidos. Cada capacitor por su tipo y valor actúan en distinto rango del ancho de banda. Ahora el ruido que se escucha es grave o agudo?


Saludos!
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 28 de Julio de 2010, 21:05:41
Hola Suky!
La placa no la tengo construida aun. Y el ruido en principio es a 30Khz, por lo que no se si sera audible ya que por encima de los 20Khz no oimos, pero tampoco quiero que afecte al funcionamiento del PIC ni del modulo de sonido...
El regulador no es problema ya que tengo 12v de alimentacion. Queria alimentar la la parte de potencia con un regulador de aeromodelismo porque aguanta bien los picos de tension ya que esta hecho para motores. Pero si alimento la parte de logica con un regulador quizar consiga atenuar casi todo el ruido.
Pondre como dices varios condensadores.
Ahora lo que me tiene perdido son las bobinas... no se si usar de nucleo de ferrita, las que parecen resistencias verdes, nucleo al aire, valores... :z)
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Suky en 28 de Julio de 2010, 21:38:45
Podrías aplicar algo así, sin inductancias:


(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=30842.0;attach=12679)

La colocación de la resistencia suaviza un poco la respuesta en frecuencia.


Seguramente Mario u otro compañero puede asesorarte respecto a utilizar o no las inductancias, y algún valor.   :mrgreen:

Y no olvidarse el capacitor de desacoplo para cada C.I que se utilice.


Saludos!
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Slalen en 29 de Julio de 2010, 04:29:22
o bien un zener en vez del regulador.

Pero la mejor solución es la de la bobina y condensadores, pero sólo en la alimentación del ampli, en la de la lógica no hace falta.

Y si sigue el ruido, prueba a poner una bobina en las masas, así las separas también.
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Slalen en 29 de Julio de 2010, 04:31:00
o sea, algo como este filtro http://fr.mouser.com/ProductDetail/Murata/BNX002-01/?qs=SC6mTIXywgShP23%252bb3DN6Q%3d%3d
Título: Re: Filtrar zumbido en audio
Publicado por: Marttyn en 29 de Julio de 2010, 07:21:34
Bueno, aun no lo tengo claro del todo, pero lo voy a intentar :)
Hare la placa y a ver que tal me va... ya os contare.
Seguro que vuelvo a buscar mas consejos
Gracias a todos!