接地导致音频输出有噪声，求·解释

最近碰到两个音频电路都是因为接地而导致有噪声。虽然都已经解决了，但是想不明白是什么原因，所以贴出来请大家帮忙分析一下。先贴一个例子。


这个例子实际是经过简化的。音频放大器板的电源是5v的（micro usb接口），音频信号由外面输入，采用3.5mm的音频插座。输出接耳机。
板子上电源的GND与音频输入信号的GND是连接在一起的。

情况1：
采用一台PC给音频放大器板供电（用PC的USB端口），同时提供音频信号（用PC的耳机端口）。耳机上能听到噪声。

情况2：
用手机充电器给音频放大器板供电（充电器的插头是两脚的，只有L、N脚，没有PE），PC提供音频信号（用PC的耳机端口），没有噪声

情况3：
供电与音频输入信号与情况1相同，但是把音频放大器板上的电源的GND与音频输入信号的GND的连线断开，没有噪声

情况4：
供电与音频输入信号与情况2相同，但是把音频放大器板上的电源的GND与音频输入信号的GND的连线断开，有噪声。

请大家帮分析一下，谢谢！

要贴PCB才好分析。。。。

戈卫东 发表于 2017-3-18 11:10
要贴PCB才好分析。。。。

好的。但是实际的电路板不像我描述那样简单，所有全部贴出来，无关的东西可能会干扰到大家。
贴一部分。
板子没有使用大面积的GND覆铜。所以大家看到的就是实际的连接情况。

标注了LineIn的插座是音频输入口。蓝色的线是GND连线。白框中的焊盘也是GND。
前面提到的断开，就是从叉号的地方断开（割线）。

断开之后，音频插座的GND与板子上的其它GND就没有连接了。
单独从这个板子上来看，断开之后，音频插座的GND是一个独立的网络标号，可能叫一个其它的名字更合适，例如AGND

刚刚又测了一下，PC使用自带的电池，还是使用外接的电源适配器，没有区别。

CASE1：
在PC端，电源的地与音频信号的地是连接在一起的（PC_GND）

在音频放大器端，电源的地与音频输入信号的地也是连接在一起的（GND）

这种情况有噪声




CASE2：
在PC端，音频信号的地是PC_GND

在手机充电器端，电源的地是CHARGER_GND.
(PC_GND与CHARGER_GND没有关系)

在音频放大器端，电源的地与音频输入信号的地也是连接在一起的（GND）

这种情况无噪声






CASE3：
在PC端，电源的地与音频信号的地是连接在一起的（PC_GND）

在音频放大器端，电源的地为GND,音频输入信号的负端不接地

这种情况无噪声



CASE4：
在PC端，音频信号的地是PC_GND

在手机充电器端，电源的地是CHARGER_GND.
(PC_GND与CHARGER_GND没有关系)


在音频放大器端，电源的地是GND,音频输入信号的负端不接地
这种情况有噪声

个人分析：
CASE1，PC的地与音频放大器板的地之间使用了两条线来连接，可能是噪声的来源。
CASE3，PC的地与音频放大器板的地之间使用了一条线来连接，没有噪声

CASE2，我觉得这是一个正常的使用方法。
CASE4这种做法，本身电路就是错误的。音频信号对于音频放大器浮空了，有噪声很正常。

5楼的图更新了一下。

CASE 1与CASE 3做对比，差别只是放大器板上音频输入信号的负端是否接地。
如果在放大器板上接地，个人觉得会导致音频输入信号的回流径与电源的回流会相互重叠。这样会导致噪声。

CASE 2与CASE 4做对比，差别只是放大器板上音频输入信号的负端是否接地。
如果在放大器板上不接地，那么音频输入信号会在放大器板上失去参考点。

共地造成的，音频输入地和电源地要分开，然后再末端单点接地

电源地与音频地是不能连接在一起的，这样是有干扰的，如果你真的要连接在一起两地之间必须要串一个磁珠，磁珠的参数根据你的音频频率来定的！

为了保证音质信号，在LAYOUT时电源地与音频地必须要分开隔离走线并且音频的输入输出都要包地的方式进行走线，这样才能保证你做出来的音频放大器没有澡声！

情况1：PC 中的USB供电口其实是DC-DC一路转换过来的，噪声会比较大，音频IC的主板供电会特别处理一下，供电地其实跟USB的地是分开的，磁珠隔离的，你用USB给外部放大器供电，那么USB的地线的噪声就会跟PC上音频的IC的干净地给干扰了

理解这个前提，你下面的几个情况就很好理解了

这四种情况根据有无噪音不就是分两种情况吗，一种是音频放大器负端地，这种情况无噪音，另一种是音频放大器负端不接地，这种情况有噪音。我感觉没噪音的情况是因为放大器输入端的噪音电流都被导入地线了

也可能是放大器负端接地组成了一个闭环反馈电路，这种电路形式减小了噪音

功放电路中最忌讳地线在电路中形成闭环，即便是单点接地也是有讲究的。一般而言以输出为例，所有的地线连接像是一条直路就Ok！如果形成其他形状，比如T，派[多点]，等容易形成噪音。但有特例是，共地的点在极个别的情况下用导线试可以找到最佳点。还有的情况就是中小功放数字电路中，大包地是可以的，反而有助于减少数字调解产生的噪音。看你自己的分析也十分有有意义。试试吧

你只要记住凡是跟音频，视频有关的产品，电源地与信号地都要分开隔离走线，中间最好用磁珠连接，信号线都要包地走线。电源最好做一个蒎形滤波处理下这样电源就很干净了，做出来的产品才能保证无澡声。同时也要考虑安规问题。

晕，CASE 4的情况是有噪声的，已经更正。
不小心把其它3个图给删除了，周一到公司再补上。

从薪 发表于 2017-3-18 19:07
电源地与音频地是不能连接在一起的，这样是有干扰的，如果你真的要连接在一起两地之间必须要串一个磁珠，磁 ...

不能连接在一起是什么意思。
我从字面理解，就是电源地与音频地在PCB板上是不同的网络。

那从音频放大器板来看，
1.如果音频输入信号是一个单端信号，不做处理，那就是一个浮空的信号。
在CASE 4中，如果将两个电容中的下面那个去掉，运放出来的完全是噪声。
这种情况下，音频输入信号根本无法形成回路，如果能正常功能工作？

2.如果像CASE4 那样处理，把单端信号伪造成差分信号，信号源端（PC）与音频放大器板不共地。
也是有噪声的。

这种情况下，我个人理解音频输入信号与PC_GND间形成了回路，但是又不那么好。
改成CASE 2那样，让PC输出的音频信号地PC_GND  与 音频放大器板的地 连接在一起，才没有噪声。
这种情况下，是音频地与电源地连接在一起的。
与你说的”电源地与音频地是不能连接在一起的“是不同的。

firefight4321 发表于 2017-3-18 18:31
共地造成的，音频输入地和电源地要分开，然后再末端单点接地

谢谢！
能否说具体点，做好能上图。

另外这个做法的机理是什么？

zhjb1 发表于 2017-3-19 07:13
功放电路中最忌讳地线在电路中形成闭环，即便是单点接地也是有讲究的。一般而言以输出为例，所有的地线连接 ...

谢谢！我隐约觉得你说的是对的，但是我不清楚是什么机理。

一点接地。才能消除信号乱流。