Filtrar zumbido en audio

[Marttyn]

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!

[Marttyn]

Bueno, ya tengo osciloscopio! Ahora tengo mas claras unas cosas y mas confusas otras 
Por lo visto tengo varios "ruidos" diferentes.
Entre 5v y 0v tengo un ruido tal que asi:


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):


Haciendo cuentas y echando imaginacion  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:


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?

[Nocturno]

Pues si ya lo tienes en pantalla, sólo te falta ponerle cosas hasta que desaparezca, ¿no?
Yo probaría con un condensador gordo, sí 

[migsantiago]

Uno muy muy gordo  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.

[Marttyn]

Pues si ya lo tienes en pantalla, sólo te falta ponerle cosas hasta que desaparezca, ¿no?
Yo probaría con un condensador gordo, sí 

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

[migsantiago]

Pues si ya lo tienes en pantalla, sólo te falta ponerle cosas hasta que desaparezca, ¿no?
Yo probaría con un condensador gordo, sí 

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.

[Marttyn]

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:

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... 

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...

[migsantiago]

Marttyn, ¿tendrás un diagrama de lo que hay conectado actualmente?

[Marioguillote]

¿Habría imágenes del montaje?

Saludos!
Mario

[Marttyn]

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 

   

Lo que intento hacer con las bobinas es esto:


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?

[migsantiago]

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.

[Suky]

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!

[Marttyn]

Ya me parecia a mi que no estaba bien calculado   
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?

[Suky]

Ya me parecia a mi que no estaba bien calculado   
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!

[Marttyn]

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...