Kebisingan harmonik diperkenalkan saat menggunakan kabel ekstensi dock iPhone yang terhubung ke perangkat mic

Saya menggunakan mikrofon stereo Tascam iM2 yang terhubung ke dok iPhone 4S. Ketika perangkat periferal terhubung secara langsung, tidak ada masalah. Namun, ketika saya menggunakan kabel ekstensi dock, suara harmonik aneh diperkenalkan. Saya telah mencoba kabel ekstensi dari produsen yang berbeda, dan bahkan kabel ekstensi dockXtender yang berperingkat tinggi dibuat oleh CableJive memperkenalkan kebisingan.

Ini agak aneh karena konverter analog-ke-digital (beruang dengan Inggris Inggris saya) dibangun ke perangkat periferal. Ini bukan derau analog yang ditangkap di kabel karena sinyalnya digital murni saat menuju iPhone. Kebisingan tampaknya diperkenalkan di domain digital. Saya merekam sampel audio di kantor saya dan menganalisisnya menggunakan Matlab. Kebisingan berfluktuasi dalam amplitudo, tetapi jelas merupakan kompleks harmonik dengan frekuensi dasar 1-kHz yang sangat tepat. ADC dilaporkan sampel pada 44,1 kHz, sehingga sangat aneh bahwa suara harmonik datang dengan periodisitas yang bahkan bukan kelipatan intiger dari periode sampling. Sebagai catatan, saya telah mendengar suara harmonik serupa di masa lalu yang dipancarkan dari beberapa kartu suara laptop (khususnya model Vaio C1s).

Mengingat bahwa kebisingan tidak pernah berfluktuasi dalam frekuensi, pengujian telah menunjukkan bahwa saya dapat memperbaiki masalah dengan pra-pemrosesan dengan filter penundaan fraksional berdasarkan informasi di sini. . . http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=951433 . . . tetapi ini adalah filter yang mahal secara komputasi untuk diterapkan.

Mencegah lebih baik daripada mengobati. Pertanyaan saya adalah, apa asal dari suara harmonik yang aneh ini dan jika mungkin, bagaimana cara memperbaikinya sehingga saya tidak perlu membuang tenaga pemrosesan dengan menerapkan filter tambahan?

Apa yang Anda ambil adalah EMI dari sinkronisasi bingkai USB (kemungkinan besar melalui kabel ground):

Setiap milidetik (12000 bit-bandwidth bit kali), host USB mentransmisikan token SOF (permulaan frame) khusus, yang berisi nomor frame incrementing 11-bit sebagai pengganti alamat perangkat. Ini digunakan untuk menyinkronkan aliran data isochronous. Perangkat USB 2.0 bandwidth tinggi menerima 7 token duplikat SOF tambahan per frame, masing-masing memperkenalkan "mikroframe" 125 μs (masing-masing masing-masing 60000 bandwidth tinggi)

USB 2.0 menambahkan token PING, yang menanyakan perangkat apakah siap menerima pasangan paket OUT / DATA. Perangkat merespons dengan ACK, NAK, atau STALL, yang sesuai. Ini menghindari keharusan untuk mengirim paket DATA jika perangkat tahu bahwa itu hanya akan menjawab dengan NAK.

Ini bisa dihindari dengan kabel ekstensi yang terlindung dengan baik. Perhatikan bahwa bahkan dockXtender hanya melindungi beberapa kabel :

Sistem pelindung 2 tingkat yang revolusioner menempatkan semua sinyal video dan audio di dalam pelindung terpisah untuk mengurangi interferensi dari sinyal lain yang bepergian melalui kabel.

Jika Anda tipe orang DIY, cukup mudah membuat kabel ekstensi sendiri menggunakan kabel berpelindung berkualitas tinggi. Anda mungkin hanya perlu menghubungkan hanya beberapa dari 30 pin : USB (power, gnd, data +/-), semua GND dan mungkin aksesori / serial (memungkinkan, rx / tx). Pastikan Anda juga melindungi solder pada konektor.

Karena konversi AD terjadi di ujung periferal, maka kebisingan juga harus ada di sana.

Tanpa akses ke perangkat untuk pembongkaran, saya hanya bisa menebak masalahnya, tetapi kemungkinan karena satu atau lebih hal berikut ini:

• Periferal mungkin sepenuhnya terlindung secara internal dari mikrofon melalui konektor ipod. Saat Anda menyambungkan kabel ekstender yang tidak dililitkan, kebisingan lingkungan eksternal digabungkan ke dalam perangkat melalui kabel. Anda mungkin dapat mengonfirmasi atau mengabaikan ini jika Anda melakukan tes di daerah yang sepi secara elektrik - misalnya di tengah lapangan yang jauh dari kabel listrik.

• Periferal memiliki "cukup baik" penyaringan, tetapi begitu Anda menambahkan panjang ekstra dari pantulan kawat - yang tidak mempengaruhi sinyal USB - mulai menyebabkan pentalan ground atau EMI lainnya. Tidak ada cara mudah untuk menguji ini tanpa osiloskop dan / atau penganalisa sinyal.

• Periferal memiliki konverter daya switching 1kHz (yang mungkin diperlukan jika, misalnya, menggunakan mikrofon elektrostatik, mikrofon kinerja tinggi tertentu, atau disediakan "daya hantu") dan panjang kabel tambahan pada input konverter switching menghasilkan pantulan sinyal daya yang biasanya dijepit oleh filter daya perangkat iOS ketika mereka ditutup secara listrik. Ini juga akan membutuhkan peralatan khusus untuk diuji.

• Ada jalur impedansi tinggi yang biasanya disingkat dalam konfigurasi tertentu di periferal untuk memberi tahu perangkat iOS bagaimana rencananya untuk mulai berkomunikasi dan apa yang dibutuhkan dalam hal daya dan komunikasi. Ada kemungkinan bahwa memperpanjang garis-garis itu, karena impedansi tinggi, pasangan kebisingan ke perangkat.

• Ini bisa menjadi masalah khas ground loop. Cukup menambahkan beberapa kabel ground lagi, jika mereka tidak terhubung dengan benar di ujung periferal, akan menyebabkan aliran arus ganjil dan dapat menyebabkan kebisingan ground di ujung jauh.

Jika Anda tahu kabel mana di kabel yang benar-benar digunakan periferal (mungkin USB, daya, dan kabel serial) maka Anda mungkin dapat membuat kabel yang sesuai dengan kebutuhan Anda dan menghilangkan sebagian besar masalah di atas. Anda harus menyingkat pin indera dengan benar di ujung perangkat iOS untuk menghilangkan masalah impedansi tinggi, dan bahkan melindungi pin digital untuk menghilangkan masalah EMI. Anda harus menyingkat pin arde yang sesuai di kedua ujungnya (hati-hati di sini - dalam beberapa kasus Anda ingin kabel arde yang terpisah - lagi, analisis yang cermat harus dibuat dari periferal untuk menentukan cara yang benar untuk pin arde yang pendek. ).

Dengan menghilangkan 20+ kabel yang tidak Anda butuhkan, dan dengan melindungi sisanya, Anda mungkin dapat menghilangkan semua masalah di atas.

Namun, kecuali Tascam keluar dengan kabel ekstensi sendiri, itu proses yang panjang dan sulit. Saya sarankan menghubungi mereka, menunjukkan kepada mereka hasil Anda, dan mendiskusikan solusi yang mungkin dengan mereka.

Mengingat bahwa ini adalah pertanyaan yang sangat teknis dan bahwa Anda telah melakukan banyak pekerjaan dalam mendokumentasikan masalah, saya sarankan Anda mengambilnya secara langsung dengan staf dukungan teknis perusahaan Tascam. Setidaknya, mereka akan menghargai mengetahui tentang masalah ini.