Diseño panel frontal de audio PC. Ruido en la señal

¡Hola!

Tengo un problema analógico con mi ordenador. la placa base tiene HD-Audio, pero el panel frontal es el habitual AC97 estándar. Se puede cambiar la configuración de la BIOS para que el conector de audio en el panel frontal actúe como un AC97, pero entonces el problema es que los altavoces conectados a la parte trasera siguen sonando incluso si se conecta un par de auriculares en el panel frontal.

La razón es que los conectores jack utilizados para HD-audio son diferentes de los conectores jack normal (¡y muy raros de encontrar!). Mientras que la inserción de la clavija en un conector normal abre un circuito (y por lo tanto, físicamente silencia los altavoces), en una toma de HD-audio, la inserción provoca el cierre de un interruptor (enviando una señal al controlador pidiendole que silencie los altavoces por software).

Me las arreglé para crear una especie de Jack de HD-Audio con la combinación de un conector jack normal y un micro-interruptor de presión cero de modo que cuando el conector entra en el agujero, una punta dentro del orificio cierra el microinterruptor.

Yo quería hacer un panel de buena calidad así que en vez de sólo cablear directamente el conector de la placa base al conector jack (y al microinterruptor), he decidido añadir un filtro EMI.

Tomé el circuito de este documento:
http://www.formfactors.org/developer/specs/A2928604-005.pdf
y más concretamente de la figura 6 en la página 25.

El circuito utiliza dos condensadores de 220 pF y dos bobinas por cada conector jack. En este aspecto, el circuito es idéntico al propuesto para la AC97. El problema es que no tengo idea de que bobinas utilizar o cómo pedirlas en la tienda.
Todo lo que el diagrama dice en una nota al pie es lo siguiente: ZL debería ser de 600 Ohms o mayor a 100MHz con un bajo Q (curva de impedancia más amplia que la frecuencia)
pero ni siquiera el tipo de Conectrol o el de Telkron sabían qué pieza darme.

Así que lo que hice fue canibalizar las bobinas de dos receptores de radio baratos de esos de promoción con conectores jack para los auriculares y usarlas para mi circuito. Después de todo, realizan la misma función: filtrar la señal de audio en el conector de los auriculares, así que se supone que deben tener los valores correctos que yo necesitaba.

¡Pero mi circuito es muy ruidoso! los auriculares tienen un ruido constante de fondo electrónico (que parece reaccionar a cosas como los movimientos del ratón, la actividad del disco duro o el brillo de la imagen en pantalla) y el micrófono tiene un montón de ruido (estoy usando unos auriculares con micrófono de buena marca que en mi portátil o en la minicadena no dan ningún problema). Los cables de la placa base a mi placa son cables para sonido del panel frontal por lo que se supone que deben estar correctamente protegidos de forma que el problema está en el circuito que he diseñado y no sé cómo solucionarlo. ¿Alguna idea?

¿Debería pasar del filtro EMI y conectar directamente el conector con la placa base como hacen las cajas de ordenador que traen ya estos conectores en el panel frontal? ¿O realmente puedo fabricar un filtro EMI que me proporcione una calidad de sonido superior y no inferior como es el caso actual?

[quote=jedikalimero;15294]¡Hola!

Tengo un problema analógico con mi ordenador. la placa base tiene HD-Audio, pero el panel frontal es el habitual AC97 estándar. Se puede cambiar la configuración de la BIOS para que el conector de audio en el panel frontal actúe como un AC97, pero entonces el problema es que los altavoces conectados a la parte trasera siguen sonando incluso si se conecta un par de auriculares en el panel frontal.

La razón es que los conectores jack utilizados para HD-audio son diferentes de los conectores jack normal (¡y muy raros de encontrar!). Mientras que la inserción de la clavija en un conector normal abre un circuito (y por lo tanto, físicamente silencia los altavoces), en una toma de HD-audio, la inserción provoca el cierre de un interruptor (enviando una señal al controlador pidiendole que silencie los altavoces por software).

Me las arreglé para crear una especie de Jack de HD-Audio con la combinación de un conector jack normal y un micro-interruptor de presión cero de modo que cuando el conector entra en el agujero, una punta dentro del orificio cierra el microinterruptor.

Yo quería hacer un panel de buena calidad así que en vez de sólo cablear directamente el conector de la placa base al conector jack (y al microinterruptor), he decidido añadir un filtro EMI.

Tomé el circuito de este documento:
http://www.formfactors.org/developer/specs/A2928604-005.pdf
y más concretamente de la figura 6 en la página 25.

El circuito utiliza dos condensadores de 220 pF y dos bobinas por cada conector jack. En este aspecto, el circuito es idéntico al propuesto para la AC97. El problema es que no tengo idea de que bobinas utilizar o cómo pedirlas en la tienda.
Todo lo que el diagrama dice en una nota al pie es lo siguiente: ZL debería ser de 600 Ohms o mayor a 100MHz con un bajo Q (curva de impedancia más amplia que la frecuencia)
pero ni siquiera el tipo de Conectrol o el de Telkron sabían qué pieza darme.

Así que lo que hice fue canibalizar las bobinas de dos receptores de radio baratos de esos de promoción con conectores jack para los auriculares y usarlas para mi circuito. Después de todo, realizan la misma función: filtrar la señal de audio en el conector de los auriculares, así que se supone que deben tener los valores correctos que yo necesitaba.

¡Pero mi circuito es muy ruidoso! los auriculares tienen un ruido constante de fondo electrónico (que parece reaccionar a cosas como los movimientos del ratón, la actividad del disco duro o el brillo de la imagen en pantalla) y el micrófono tiene un montón de ruido (estoy usando unos auriculares con micrófono de buena marca que en mi portátil o en la minicadena no dan ningún problema). Los cables de la placa base a mi placa son cables para sonido del panel frontal por lo que se supone que deben estar correctamente protegidos de forma que el problema está en el circuito que he diseñado y no sé cómo solucionarlo. ¿Alguna idea?

¿Debería pasar del filtro EMI y conectar directamente el conector con la placa base como hacen las cajas de ordenador que traen ya estos conectores en el panel frontal? ¿O realmente puedo fabricar un filtro EMI que me proporcione una calidad de sonido superior y no inferior como es el caso actual?[/quote]

Buenas noches

[quote=jedikalimero;15294]¡Hola!

Tengo un problema analógico con mi ordenador. la placa base tiene HD-Audio, pero el panel frontal es el habitual AC97 estándar. Se puede cambiar la configuración de la BIOS para que el conector de audio en el panel frontal actúe como un AC97, pero entonces el problema es que los altavoces conectados a la parte trasera siguen sonando incluso si se conecta un par de auriculares en el panel frontal.

La razón es que los conectores jack utilizados para HD-audio son diferentes de los conectores jack normal (¡y muy raros de encontrar!). Mientras que la inserción de la clavija en un conector normal abre un circuito (y por lo tanto, físicamente silencia los altavoces), en una toma de HD-audio, la inserción provoca el cierre de un interruptor (enviando una señal al controlador pidiendole que silencie los altavoces por software).

Me las arreglé para crear una especie de Jack de HD-Audio con la combinación de un conector jack normal y un micro-interruptor de presión cero de modo que cuando el conector entra en el agujero, una punta dentro del orificio cierra el microinterruptor.

Yo quería hacer un panel de buena calidad así que en vez de sólo cablear directamente el conector de la placa base al conector jack (y al microinterruptor), he decidido añadir un filtro EMI.

Tomé el circuito de este documento:
http://www.formfactors.org/developer/specs/A2928604-005.pdf
y más concretamente de la figura 6 en la página 25.

El circuito utiliza dos condensadores de 220 pF y dos bobinas por cada conector jack. En este aspecto, el circuito es idéntico al propuesto para la AC97. El problema es que no tengo idea de que bobinas utilizar o cómo pedirlas en la tienda.
Todo lo que el diagrama dice en una nota al pie es lo siguiente: ZL debería ser de 600 Ohms o mayor a 100MHz con un bajo Q (curva de impedancia más amplia que la frecuencia)
pero ni siquiera el tipo de Conectrol o el de Telkron sabían qué pieza darme.

Así que lo que hice fue canibalizar las bobinas de dos receptores de radio baratos de esos de promoción con conectores jack para los auriculares y usarlas para mi circuito. Después de todo, realizan la misma función: filtrar la señal de audio en el conector de los auriculares, así que se supone que deben tener los valores correctos que yo necesitaba.

¡Pero mi circuito es muy ruidoso! los auriculares tienen un ruido constante de fondo electrónico (que parece reaccionar a cosas como los movimientos del ratón, la actividad del disco duro o el brillo de la imagen en pantalla) y el micrófono tiene un montón de ruido (estoy usando unos auriculares con micrófono de buena marca que en mi portátil o en la minicadena no dan ningún problema). Los cables de la placa base a mi placa son cables para sonido del panel frontal por lo que se supone que deben estar correctamente protegidos de forma que el problema está en el circuito que he diseñado y no sé cómo solucionarlo. ¿Alguna idea?

¿Debería pasar del filtro EMI y conectar directamente el conector con la placa base como hacen las cajas de ordenador que traen ya estos conectores en el panel frontal? ¿O realmente puedo fabricar un filtro EMI que me proporcione una calidad de sonido superior y no inferior como es el caso actual?[/quote]

Lo del filtro EMI poco o ningún ruido te va a quitar, los Filtros EMI son para cumplir la “Compatibilidad Electromágnetica” esto significa que hay una norma para que los equipos no radien señales de Radio Frecuencia que puedan interferir a otros equipos.
Esas bobinas y condensadores forman un filtro que evita que los cables que conectas hagan de antena y radien señales “expurias”.
El problema que planteas tiene que ver con las masas y su retorno.
¿Has realizado las conexiones según la figura 2 del documento?
La malla del cable solo tiene que estar conectada en el lado de la Placa base, FP_RETURN_L y FP_RETURN_R, en el lador del panel frontal no tiene que haber conexión al chasis o masa, solo al conector o Jack.
Revisa que la malla del cable está correcta en ambos lados.
Los tiros van por ahí.

Saludos.

Hola Chirasvinto,

Gracias por tus sugerencias. en cuanto tenga algo de tiempo trataré de comprobar los puntos que me has indicado y comunicaré aquí si he podido encontrar la causa del problema y la solución. Pero fíjate que no es la figura 2 por la que me he guiado (correspondiente a un circuito AC97), sino la figura 6 (correspondiente a un circuito HD_Audio), por lo que no hay líneas FP_RETURN_L ni FP_RETURN_R.

Mira por donde, yo pensaba que el filtro EMI servía para proteger mi señal de la influencia de campos externos y resulta que es al contrario :eek:

¿Mejoraría la calidad del sonido si eliminara los condensadores y las bobinas y conectara las líneas directamente a los conectores jack? (como de hecho he visto que hacen todas las torres con conectores de audio en el panel frontal, aunque nunca he viso ninguna que cumpla la norma HD-Audio sino siempre la AC97, lo que supone que los altavoces nunca son silenciados)

Estaría incumpliendo la norma de “Compatibilidad Electromágnetica”, pero si eso limita el ruido de mis auriculares, que le den a la norma. :wink:

Por si sirve de algo o simplemente para satisfacer tu curiosidad, adjunto un jpg con el diseño del circuito (también disponible en Corel Draw). Además de los conectores de audio, lleva 4 puertos USB y un puerto Firewire, todos según el documento mencionado en mi mensaje anterior y funcionando sin problemas a excepción de la parte de audio. También incorpora en la misma bahía de 5.25 un multilector de tarjetas con otro puerto USB más, pero ese ya no lo diseñé yo, sino que utilicé uno para bahía de 3.5 y lo fijé a unos centímetros sobre mi circuito.

Cabe destacar que cometí un error y el patillaje del puerto Firewire está al revés :(. Así que era, o volver a rediseñar y quemar otra placa base o simplemente reordenar las patillas del cable Firewire, así que opté por esto último, aunque eso suponga que solo se pueda utilizar un cable reordenado y no uno estándar, pero a fin de cuentas, tampoco es que lo vaya a fabricar en serie ni nada por el estilo, así que con eso a mí me vale.

Saludos!

[quote=chirasvinto;15698]Lo del filtro EMI poco o ningún ruido te va a quitar, los Filtros EMI son para cumplir la “Compatibilidad Electromágnetica” esto significa que hay una norma para que los equipos no radien señales de Radio Frecuencia que puedan interferir a otros equipos.
Esas bobinas y condensadores forman un filtro que evita que los cables que conectas hagan de antena y radien señales “expurias”.
El problema que planteas tiene que ver con las masas y su retorno.
¿Has realizado las conexiones según la figura 2 del documento?
La malla del cable solo tiene que estar conectada en el lado de la Placa base, FP_RETURN_L y FP_RETURN_R, en el lador del panel frontal no tiene que haber conexión al chasis o masa, solo al conector o Jack.
Revisa que la malla del cable está correcta en ambos lados.
Los tiros van por ahí.

Saludos.[/quote]

Chirasvinto, muchas gracias por tus consejos!

Tal como me dijiste, desconecté la malla del cable de la patilla 2 (Que ne diagrama iba a tierra, aunque ahora no hay ninguna línea de tierra pasando por el cable, por lo que la conexión a tierra de los componentes del circuito como los condensadores o la resistencia ahora se realiza mediante las líneas GND de los puertos USB y Firewire. Sea como sea, el caso es que si bien el ruido no ha desaparecido del todo, sí que se ha reducido considerablemente :smiley: Lo que no acabo de entender entonces es para qué demonios sirve el pin 2 del dongle si no está conectado a nada.

Comento que en el diagrama del circuito que puse en el post anterior, los cuadraditos verdes de arriba son los conectores de espiga, los tres cuadrados verdes de abajo a la derecha son los dos conectores dobles de USB y el conector de Firewire (diseño acostado) y por último, los bloques de la izquierda son los dos conectores jack estéreo y justo detrás de ellos los dos micro-interruptores. Los conectores jack estéreo están abiertos al fondo, de manera que unas patitas de plástico que he pegado a los micro-interruptores entran ligeramente en la parte trasera de los conectores hembra, de forma que al meter el conector macho, este acciona los micro-interruptores con la punta.
Por supuesto los condensadores del circuito de audio no tiene polaridad pues son cerámicos, no electrolíticos.

En la placa que has realizado, veo que hay mucha masa, quizás mejoraría el ruido separando lo que es la masa de audio y de los otros conectores de señal. para ello tendrías que dar, con un cuter, un corte al cobre y de esa manera quedarían separadas la masas Analógica y Digital.
Otra cuestión que planteaste es lo de las bobinas y condensadores, lo puedes dejar tranquilamente, ya que a frecuencias de audio, esos valores no afectan en absoluto y sigues cumpliendo la Compatibilidad Electromagnética.
Saludos.

¡¡¡SOLUCIONADO!!!

Al principio, mi gozo en un pozo. Resulta que el descenso en el nivel de ruido no tenía nada que ver con desconectar la malla sino con que el regulador de volumen de los propios auriculares estaba bajado y el volumen de salida del ordenador a tope. Una cosa compensaba la otra, de forma que el sonido lo estaba oyendo bien, mientras que el nivel de ruido (que es independiente del volumen de salida) seguía igual.

Chirasvinto, ibas bien encaminado y ahora acabo de leer tu post y efectivamente diste con la solución (o al menos en parte).

Resulta que me puse a desmontar el aparatito de la torre del ordenador mientras tenía los auriculares puestos y justo cuando suelto el último tornillo, de repente baja el nivel de ruido, esta vez de verdad. El problema era que la tierra del circuito estaba conectada a la masa de la torre del ordenador a través de los tornillos (los dos círculos que se ven a los lados del diseño son agujeros para tornillos) que sujetan el circuito a la carcasa metálica vacía de lo que una vez fue un lector de CD o DVD)

Así que por el nada elegante pero efectivo método de agarrar la dremel y una hoja de corte a mínima velocidad para no cortar la placa sino sólo erosionar la capa de cobre, hice los cortes marcados en rojo en el dibujo que adjunto. Los de la izquierda y derecha son para separar la zona que hace contacto con la caja del resto del circuito y el corte del centro, tal como tú indicas, para separar la tierra del circuito analógico de audio de la del circuito digital de USBs y Firewire.

Volví a montar todo, lo probé y ¡perfecto! el ruido se ha eliminado por completo :smiley:

Muchas gracias por tus consejos :wink:

PD: La malla del cable de audio la volví a conectar, pues al separar los circuitos de audio y de entradas digitales, era la única línea de tierra del circuito, ya que los otros ocho hilos que tiene el cable corresponden a señales. Pero no importa, puesto que el ruido no venía de esa malla sino del contacto con el bastidor del ordenador.

Si vuelvo a hacer un circuito igual (o a reemplazarlo, pues este está parcheado por todos lados) utilizaré conectores de espigas en ángulo, pues estos están apuntando hacia arriba y cada vez que tengo que conectar o desconectar uno de los cables es un engorro, sobre todo con el lector de tarjetas que ya mencioné colocado justo encima :slight_smile: