Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik USB Stecker erden


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von Dirk (Gast)


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Hallo,

ich nutze eine externe Soundkarte für Aufnahmen auf meinem Laptop. Diese 
besitzt mehrere Eingänge als Combo-Buchse (Klinke, XLR). Bei den 
Aufnahmen auf meinem Laptop (Ladegerät bzw. Dockingstation 2polig ohne 
Erdung) habe ich bei den Aufnahmen einen deutlichen Brummton. Bei 
XLR-Kabel mit Metallstecker verschwindet dieser Brummton, wenn ich die 
Erdung aus der Steckose damit verbinde. Ist natürlich ein Provisorium 
und funktioniert nicht bei Klinkensteckern oder lackierten oder Plastik 
XLR. Und ich will nicht immer fuckeln, wenn ich nur mal ein Kabel 
tausche. Ebenso funktionierte es auch, wenn ich die Erdung auf das 
Metall des USB-Steckers lege. Leider besitzt die Soundkarte keinen 
Erdungsanschluss (außer ich muss das lackierte Gehäuse öffnen).

Meine Frage wäre, ob ich mit einem Blindstecker, der nur die Erdung zur 
Steckose belegt hat, an den USB-Port erden kann, bzw. sollte. Habe hier 
einiges zu EMV und EMV-Problemen gelesen, konnte das aber nicht direkt 
auf mein Problem (->Netzteil ist ja 2polig) transferieren...

Auf der einen Seite hätte die Dockingstation bei einem dreipoligen 
Anschluß sowieso die gleiche Erdung (wie alle Steckdosen). Auf der 
anderen Seite stellt sich mir die Frage, ob die Abschirmung, die ja 
keine Erdung besizt, eine GND-Verbindung irgendwo hat (immerhin bewirkt 
die Erdung des XLR-Steckers das gleiche wie die Erdung des 
USB-Steckers). Und GND nach dem Netzteil ist dann ja nicht das gleiche 
wie die Erdung vor dem Netzteil (jedenfalls nicht in meinem Fall mit 
2poligem Stecker), so dass bei Spannungsunterschied Ströme fließen 
könnten, die im besten Fall mit einigen Euros auf der Stromrechnung 
landen, im schlimmsten Fall die Dockingstation oder mein Surface selbst 
auf die Rechnung setzen...

Sind meine Bedenken berechtigt oder kann ich einfach über USB erden um 
das Brummen loszuwerden? Und falls sie berechtigt sind, wie kann ich das 
Problem anderweitig lösen? Habe schon an einen Kasten mit XLR-Buchsen 
gedacht, die mit der Soundkarte verbunden werden und deren Buchsen 
geerdet sind. Aber dann erde ich wohl über diesen Weg auch die 
USB-Stecker (und ich denke, dass eine zusätzlich verbaute Diode dann das 
Verschwinden des Brummens aushebelt).

Danke für die Anworten schon einmal im Voraus

LG

Dirk

von Achim M. (minifloat)


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Dirk schrieb:
> externe Soundkarte

Was für eine Karte hast du denn da?

Solang du nur an einem Punkt was erdest, sollte es kein Problem geben. 
Und deine Stromrechnung wird das auch nicht sonderlich erhöhen.

Baue dir doch einen Schukostecker, dem die Pins fehlen und am anderen 
Ende eine Krokoklemme oder ein RCA-Stecker (dessen Schirm dann verbunden 
ist).

Die beste Lösung wäre ja ein Erdungspunkt an der Soundkarte. Warum 
schließt du das kategorisch aus?

mfg mf

von Prokrastinator (Gast)


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Dirk schrieb:
> Habe hier
> einiges zu EMV und EMV-Problemen gelesen,

Naja, das EMV Problem hast Du ja jetzt.
Du hast es im Audio Bereich, was für das EMV Labor völlig uninteressant 
wäre.
Nehmen wir mal an, Du wirst Dein Problem mit Erdung los und verursachts 
damit eine hochfrequente Störung, die im Labor ein Problem wäre, die Du 
aber garnicht mitbekommst.

Was kümmert Dich das, wenn Du damit Dein Problem los bist?

von Dirk (Gast)


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Hallo,

danke für die Antworten. Es handelt sich um eine Steinberg UR22. Die 
Erdung an der Soundkarte wäre mit Gehäuseöffnung verbunden. Und dann 
hätte ich eine wahrscheinlich unbeschriftet Platine vor mir, wo ich 
raten darf, ob hier 0V oder GND anliegt oder ob ich das überhaupt löten 
will.
Ich dachte einfach, dass die Schirmung über USB bei mir am einfachsten 
wäre, weil ich einfach mit einem geerdeten USB-Stecker in die Hub 
reingehe und fertig (GND auf USB ist bei der Dockingstation des Surface 
übrigens sowieso auch im Kabel durchgeschliffen: Durchgangsmesser piept 
bei Steckergehäuse und Pin GND. Auch die anderen Buchsen sind zusammen 
angeschlossen. Das Kabel, was ich zum messen genommen habe hat GND und 
Schirm getrennt).

Aber o.g. hatte ich eigentlich vor: Schukostecker nur auf Erdung 
anschließen und das Kabel mit USB-Stecker auf Schirmung legen bzw. GND 
und den dann einfach in die Hub stecken (Durchgang ist ja voll gegeben: 
Schirmung(USB)-GND-Schirmung(Audio) ist ja alles durchgeschliffen.
Ich hatte ja nur Bedenken bei der Tatsache, dass das Netzteil keine 
Erdung hat und GND und Erdung dadurch einen Stromfluß erzeugen könnten, 
der Folgen haben könnte.

Aber du has natürliuch Recht: Erdung an der Soundkarte wäre ideal (aber 
wie gesagt wegen Gehäuseöffnung und Anschlußpunktfindung aufwendiger).

LG

Dirk

von Karl B. (gustav)


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Dirk schrieb:
> ich nutze eine externe Soundkarte für Aufnahmen auf meinem Laptop.

Hi,
welches Netzteil verwendest Du dafür, oder kommt die Spannungsversorgung 
über PC/Notebook via USB oder so?
Bei externem Netzteil nimm so eines mit Trafo und Linearregler.
Dann hast Du das leidige Gerödel nicht mehr.
Beitrag "Re: Netzteil Elektromagnetische Strahlung"
Posting oben kam gerade:
Also: Laut Datenblatt
"...Anschluss für das Netzteil oder einen USB-Akku..."
Unter Akku verstehe ich eine Batterie oder sowas ohne irgendein 
"Fremdpotenzial."
Nicht direkt aus Laptop USB-Anschluss kommend.
Da liegt der Hund begraben.
Tipp:
Trafonetzteil siehe oben. Und wieviel Volt und Ampere müsste man noch 
rauskriegen können.
BTW:
Mit Schutzerdung irgendwo wäre ich vorsichtig.
Wird das Gerät zum Beispiel an einen PC-Tower angeschlossen, ist es 
automatisch mit PE verbunden, da PC-Netzteil standardmäßig einen PE 
Anschluss aufweisen muss.
Mit Doppel-Erdung hättest Du unter Umständen eine Brummschleife erst 
erzeugt.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Michael D. (sirs)


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USB-C-Netzteil für den Laptop? Probier erstmal ein anderes Netzteil. Da 
wird gern gespart. Was man teilweise in Chinanetzteilen (nicht) findet 
ist grauenhaft.

Alles an die selbe Steckdosenleiste für eine sternförmige 
Erdungsverteilung mal testen. Auch Drucker und was sonst noch so am 
Notebook dranhängt. Evtl lässt sich das dadurch erden.

Ein Hinweis: Wenn man Schirmungen baut können Ströme fließen. Muss nicht 
sein, aber ist möglich. Im schlimmsten Fall holt man sich dann wieder 
hörbare Brummtöne. Ein Widerstand begrenzt die, schafft aber 
Potentialausgleich. Normalerweise sollte der USB-Schirm mit 1MOhm und 
einem Kondensator auf GND in den Geräten verbunden sein.

Hab mir die Soundkarte angeguckt, evtl musst du die nicht öffnen. Hinten 
dran sind doch Schrauben, kratz da einfach unter einer den Lack etwas ab 
und schraub eine Lötöse drunter.

"Schukostecker nur auf Erdung" - Keine Lust komische Erdungsstecker zu 
bauen? Die gibt es fertig, typischerweise für ESD-Arbeitsplätze. 
https://www.reichelt.de/esd-arbeitsplatz-fuer-smd-tht-bestueckung-5-teilig-bern-9-360-a-p281776.html

Schirmung ist nicht gleich Erdung und auch nicht gleich ESD-Schutz.

von Dirk (Gast)


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Genau darum frage ich hier ;)

Also: Die Soundkarte ist noch die alte Version (UR22 MK1), die den Strom 
direkt von USB erhält und leider keinen eigenen Netzteileingang hat.
Das Netzteil ist das original Microsoftnetzteil vom Surface 6 Pro und 
die Dockingstation mit USB-Hub das original Micosoft 1661.
Aber wie gesagt ist das Netzteil nur 2adrig, also ohne Erdung. Und da 
GND und Erdung nicht zwangsläufig Potenialfrei sind (gerade in diesem 
Beispiel), wollte ich genau danach fragen, ob ich mir damit evtl. 
Probleme einhandeln kann. Ich meine, das Problem mit dem Brummen 
verschwindet bei Erdanschluß perfekt, aber das betrifft ja nur den Sound 
und nicht unbedingt die übrige Elektrik.
Und: Ja, ich habe Lust genau so einen Stecker zu bauen, um nicht 
irgendwelches Kabelgedönse mit Krokos und sonstigen Mist rumfliegen zu 
haben (bin schon mit den 2 Kabeln am Eingang tlw. überfordert ;) ).

Alles was mich noch abhält sind gerade die Bedenken:
"Mit Schutzerdung irgendwo wäre ich vorsichtig."

Genau, so dachte ich halt oben auch. Andererseits ist es die gleiche 
Steckdose aus der die Erdung käme, wenn das Ladegerät PE hätte (was eh 
egal ist, weil alle PE zusammen geerdet sind). Und da es keine andere 
Erdung gibt...

Aber wie gesagt: Bin zu allem bereit, will nur sicher gehen.

LG

Dirk

von Karl B. (gustav)


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Dirk schrieb:
> Alles was mich noch abhält sind gerade die Bedenken:
> "Mit Schutzerdung irgendwo wäre ich vorsichtig."

Hi,
für einen Schutzleiter müssen bestimmte Anforderungen erfüllt sein.
Er muss einen Mindestquerschnitt haben.
Im ungünstigsten Fall fließt nämlich bei fehlendem FI der Auslösestrom 
des vorgeschalteten LS. Und da habe ich schon rausgerissene Leiterbahnen 
gesehen in den Geräten. Immer wenn die Waschmaschine heizte, floss 
Nebenpfad zu N über die Platine. Kommt selten vor, kann aber. Wenn man 
das nicht weiß, geht man vom worst case aus.
Ich frage mich, wenn alles Digital ist, wieso brummt es dann.
Das Audiosignal wird doch per USB an PC oder Notebook digital 
übertragen.
Irgendwas ist da noch nicht ganz durchdacht.
Wo kommt Audio raus? Aus dem PC/Notebook-Lautsprecher?

Brummen kann verschiedene Ursachen haben.
Meistens:

keine abgeschirmte Leitung zum Mikrofon.
Masse (GND) Schleifen.
Layoutfehler in den Geräten selbst.(Gleichrichter/Stromflusswinkel)
Brummeinstreuung durch Trafos/Magnetfelder in empfindliche 
Schaltungsteile.

ciao
gustav

von Karl B. (gustav)


Angehängte Dateien:

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Michael D. schrieb:
> Normalerweise sollte der USB-Schirm mit 1MOhm und
> einem Kondensator auf GND in den Geräten verbunden sein.

Hi,
bestimmte Hersteller verbinden Gehäuse mit Schaltungs-GND über 
beispielsweise 47nF-Kondensator, so wie im Bild gezeigt. Das könnte hier 
auch probiert werden.
Der Vorteil: Es können keine zu hohen Ableitströme fließen, die 
"Leiterbahnen rausreißen könnten".

ciao
gustav

von oszi40 (Gast)


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Ableitströme/Ausgleichsströme?
Der Hintergrund sind oft Entstörglieder im Schaltnetzteil. Wie man z.B. 
an der Skizze sieht: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Entst%C3%B6rkondensator#/media/Datei:Entst%C3%B6rkondensatoren4.png 
ODER schlechte Abschirmung gegen mögliche Störquellen oder 
Masseschleifen.

von Dirk (Gast)


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Hallo,

danke für eure Antworten. Ich bin jetzt einfach aktiv geworden und habe 
einen Kaltgerätestecker geopfert (beide (wie nennt man die Dinger denn 
nur) Kontaktstifte für Null und Phase abgebrochen) und dessen PE Kabel 
mit dem Gehäuse mit einer Gehäuseschraube verbunden (sind zwar lackiert, 
aber nicht im Gewindegang...). Funktioniert. Dann brauche ich auch 
keinen Kondensator, weil dieser (wenn überhaupt) sowieso dazwischen 
liegen müsste, richtig?
Und wenns der deutsche Elektroingenieur nicht verbaut hat... ich meine 
ich will nur das Brummen weghaben und bin nur eine kleine Hanswurst, 
oder?

Jedenfalls vielen Dank für eure Hilfe

LG

Dirk

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