Aislamiento y filtrado: aislamiento galvánico de dispositivos USB y analógicos y filtrado de señales | Parte 2 de 2

Ayer ya documenté detalladamente y sobre todo en términos prácticos el impacto negativo que pueden tener los bucles de tierra en el PC y lo que esto significa para cada una de las rutas de tierra. Si aún no has leído este artículo, tal vez deberías ponerte al día rápidamente para comprenderlo mejor, porque explica muchas cosas que hoy voy a acortar un poco para no repetirme demasiado.

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Hoy queremos terminarlo todo, porque estos problemas no sólo ocurren internamente, sino que también pueden tener un efecto muy negativo en los dispositivos conectados externamente. Hoy me voy a centrar en la conexión USB, porque ya hemos tratado este tema una vez antes, pero se trataba de señales analógicas. Sin embargo, hoy veremos dos formas de eliminar estas interferencias o al menos de suprimirlas lo suficiente.

Porque una cosa es un hecho: el aislamiento galvánico limpio del USB y los filtros de interferencia USB adecuados desempeñan un papel importante a la hora de mejorar la integridad de los datos y las señales y proteger los dispositivos electrónicos sensibles, como los PC y sus periféricos, de interferencias eléctricas potencialmente dañinas. Estas soluciones técnicas no son de ninguna manera “vudú”, a diferencia de las fundas de encaje de bolillos hechas a mano de varios cables de altavoz chapados en oro sobre monturas de zafiro virgen, sino que se basan en sólidos principios científicos y prácticas de ingeniería destinadas a mejorar el rendimiento y la confiabilidad de las conexiones USB. Especialmente en tiempos de tarjetas gráficas potentes y hambrientas y de corrientes pulsantes extremadamente rápidas, este problema es cada vez más grave.

Los bucles de tierra mencionados ayer, naturalmente, también tienen un efecto en la rama analógica, pero, por supuesto, hay muchas otras razones por las que algo zumba o silba que no debería zumbar ni silbar y por qué usted en particular se ve afectado. Si lo desglosas, hay una razón global y una local, pero siempre en orden, porque a veces ambas se aplican al mismo tiempo, ¡así que no te emociones demasiado! Comencemos con la pandemia global y dejemos a la PC fuera de la ecuación. Para hacer esto, me gustaría consultar un estudio anterior que mencioné hace años en un artículo sobre el sonido integrado.

La diferencia entre interferencias analógicas y digitales, especialmente debidas a interferencias y bucles de tierra, se puede ilustrar bastante bien con el ejemplo de las conexiones de sonido analógicas y las conexiones USB digitales. Ambos tipos de transmisión son susceptibles a interferencias, pero de diferentes maneras y con diferentes efectos. Las conexiones de audio analógicas transmiten señales a través de cambios continuos de voltaje eléctrico que representan ondas sonoras. Este modo de transmisión los hace susceptibles a dos tipos principales de interferencias, a saber, las interferencias no deseadas que se producen cuando campos electromagnéticos externos (de teléfonos móviles, transmisores de radio, motores eléctricos, etc.) interactúan con la ruta de la señal analógica y añaden señales no deseadas o » ruido». Esto puede manifestarse como zumbido, zumbido o ruido y varía según la proximidad y la intensidad de la fuente de interferencia. Dado que la señal analógica es una representación directa de la señal de audio, dicha interferencia puede afectar directa y audiblemente la calidad del audio.

La otra causa son los bucles de tierra (bucles de zumbido). Un bucle de tierra ocurre cuando dos dispositivos en un sistema de audio tienen diferentes potenciales eléctricos y comparten una conexión, lo que resulta en un flujo de corriente no deseado. Esto a menudo se manifiesta como un zumbido bajo y constante (a menudo a 50 Hz o 60 Hz, dependiendo de la red eléctrica local). Los bucles de tierra son un problema común en configuraciones complejas de audio analógico y, a menudo, requieren soluciones especiales de aislamiento o conexión a tierra para eliminarlos.

Las conexiones digitales como el USB transmiten señales en forma de paquetes de datos digitales compuestos de código binario. Este tipo de transmisión ofrece algunas ventajas inherentes en términos de resistencia a las interferencias. Aunque en teoría las señales digitales pueden verse afectadas por campos electromagnéticos externos, las interferencias externas en la ruta de la señal no provocan inmediatamente un ruido audible en la salida de audio. Las transmisiones digitales pueden utilizar mecanismos de corrección de errores para garantizar que la señal recibida coincida con la señal transmitida. Sin embargo, las cosas se vuelven precarias cuando también entra en juego la línea de tierra. La interferencia a corto plazo y la EMI pueden causar errores audibles porque también pueden afectar la integridad de los paquetes de datos (“ruido eléctrico”).

Las transmisiones de audio digital a través de USB son en gran medida inmunes a los bucles de tierra analógicos, ya que los datos se transmiten digitalmente y la conexión en sí es menos susceptible a las interferencias eléctricas causadas por los bucles de tierra. Las interfaces de audio USB por encima de un determinado rango de precios también pueden ofrecer aislamiento galvánico, lo que reduce aún más la posibilidad de que se produzcan bucles de tierra. No se puede negar que las transmisiones de audio digital a través de USB, por ejemplo, son generalmente más resistentes a las interferencias y a los bucles de tierra convencionales debido a su naturaleza y a las tecnologías utilizadas. Si bien las conexiones analógicas ofrecen una alta calidad de audio en condiciones ideales, también son más susceptibles a interferencias de señales externas y problemas de conexión a tierra. La elección entre transmisión de audio analógica y digital depende en última instancia de los requisitos específicos de la aplicación, el equipo disponible y las condiciones ambientales.

Pero si todos aquellos que prefieren lo digital apenas pueden quedarse quietos con la emoción: ahora pasaremos rápidamente a un interludio analógico en lo que en realidad es un artículo orientado a lo digital. Tiene que ser.