Ruído pop alto ao conectar a uma tomada de fones de ouvido

Eu tenho um boombox Panasonic RX-ES29 com um plugue tipo C (não aterrado). Às vezes, ouço um som snap / pop relativamente alto no alto-falante direito dos meus fones de ouvido enquanto os conecto completamente na tomada de fones de ouvido do boombox quando ele está ligado. Há um pouco de zumbido quando a ponta do conector é inserida, mas o som alto ocorre quando o conector é completamente inserido. Meus fones de ouvido são o Audio Technica ATH-AVC500.

Tentei capturar esse som usando um cabo macho para macho, mas depois de tocar o capturado, ele não é tão alto quanto o que ouço conectando fisicamente fones de ouvido a ele. Você pode ver as fotos que tirei do Audacity aqui e ali .

O Audacity não o detecta como um recorte de áudio, mas parece que é pelas imagens que eu vinculei acima.

Uma das coisas estranhas é que nem sempre ocorre; quero dizer, nem sempre está lá; às vezes quando algo descarrega perto do seu dedo. Tentei desconectar e conectar várias vezes logo após ouvir o som alto, mas ele desapareceu, exatamente como quando um objeto carregado é descarregado e é necessário algum tempo para recarregar novamente.

Estou muito curioso para saber uma explicação para esse comportamento estranho.

Isso é um "pop pop". Um engenheiro de som morre em algum lugar toda vez que você faz um!

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Figura 1. Saída do amplificador e alto-falante desconectado.

Os amplificadores alimentados a partir de uma fonte single-rail mantêm sua saída em 1/2 da fonte quando silenciosos. Se o alto-falante fosse conectado diretamente à saída do amplificador, haveria uma corrente contínua fluindo através dele, aquecendo-o e enviesando o cone para fora do centro. Teria viagens limitadas nessa direção e, portanto, distorceria muito mais cedo do que deveria.

Ao adicionar um capacitor de desacoplamento, o DC é bloqueado, mas o AC pode passar.

Se o amplificador for ligado sem o alto-falante conectado, como mostrado na Figura 1, o lado esquerdo de C1 será puxado para V + / 2. O lado direito seguirá o exemplo. Quando o alto-falante está conectado, a corrente flui para o terra até o lado direito atingir zero volt.

Um resultado semelhante ocorrerá ao conectar uma fonte de áudio a um dispositivo com um capacitor de bloqueio CC na entrada.

Observe também que, se os dispositivos forem desconectados durante a inicialização, o capacitor poderá descarregar de volta às condições de inicialização devido a vazamento do capacitor ou vazamento da PCB.

^{simule este circuito}

Figura 2. Adicionando um resistor de descarga.

Como observado nos comentários, podemos adicionar um resistor de descarga ao circuito para que, após algum atraso, o lado direito de C1 caia para 0 V. Como esse resistor fornecerá carga adicional ao circuito, não queremos torná-lo nenhum. abaixo do necessário.

Uma abordagem para encontrar uma solução seria decidir quanto tempo podemos esperar pela descarga.

Figura 3. Curva de descarga do capacitor. O capacitor descarrega em 63% por período de tempo de RC .

Uma regra prática é que a "constante de tempo" de um circuito RC é dada pela multiplicação de R e C. . Após a tensão terá decaído em 63%. Após ela terá decaído em 95% e , 99%.$\tau = RC$$\tau$$3\tau$$5\tau$

Digamos que queremos incorporar um resistor que descarregará 99% em 1s: so . Em nosso exemplo, C1 é 470 µF; portanto, . Isso é mais do que dez vezes a impedância do alto-falante, para não carregar muito o circuito.$5 \tau = 1\;s$$\tau = 0.2 \;s$$R = \frac {\tau}{C} = \frac {0.2}{470\mu} = 420 \; \Omega$

"Exatamente como quando um objeto carregado é descarregado e precisa de algum tempo para carregar novamente."

Isso é exatamente o que você está ouvindo. A saída é acoplado por meio de um capacitor aos fones de ouvido para bloquear qualquer componente DC do sinal. Com os fones de ouvido desconectados, o capacitor tinha um circuito aberto lateral, para que ele permanecesse descarregado.

Quando você conecta os fones de ouvido, o capacitor precisa carregar a tensão DC que estiver antes dele ... e POP .. você ouve essa corrente enquanto energiza os alto-falantes dos fones de ouvido.

Desconecte e conecte novamente, o capacitor retém essa carga por um longo tempo.

Observe que o mesmo efeito pode ser ouvido nos alto-falantes quando o amplificador é ligado pela primeira vez, se medidas especiais não forem tomadas para limitá-lo.

Isso pode ser corrigido significativamente adicionando-se um resistor largish ao terra nas saídas do amplificador à direita da tampa.

ADICIONAR A propósito, o motivo pelo qual você o ouve apenas em um alto-falante provavelmente tem a ver com o modo como os plugues funcionam. O alto-falante direito provavelmente está conectado à ponta do plugue, assim, quando você o conecta, ele primeiro entra em contato com o canal esquerdo, carregando a tampa e, em seguida, entra em contato com seu próprio canal, carregando também. Quando o contato do alto-falante esquerdo faz sua conexão, seu capacitor de saída já está carregado.

@Transistor está certo, no entanto, há uma pequena sutileza aqui ...

Os conectores do conector colocam tudo em terra quando você os conecta. Quando você o desliza, os vários bits de metal do conector e do conector fazem contato em todas as combinações possíveis antes que o conector finalmente se encaixe na posição.

Há um pequeno zumbido quando a ponta do conector é inserida

Eu acho que nessa posição, os dois canais estão em curto e os opamps em ambas as saídas entram e saem da proteção contra curto-circuito ou se comportam mal de outras maneiras estranhas que causam esse burburinho.

Quando eles entram em proteção, provavelmente a saída é aterrada, então a tampa acaba descarregada ... ou talvez eles grudem no trilho, quem sabe.

E quando o conector desliza no lugar, os dois opamps ficam fora de proteção e encaixam suas saídas no Vcc / 2; portanto, você ouve algo alto.

O estranho é que seu pop está com a polaridade errada. Deve ser positivo. Sua placa de som inverte a polaridade, ou o que eu disse acima é verdadeiro, e há alguns instantes de recorte / instabilidade estranhos, pois as saídas são em curto durante a inserção.