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악기당

믹서 노이즈 제거 2편 - PC와의 USB 연결로 발생하는 노이즈 제거

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PCBR 76.♡.19.12
2024.10.04 15:27
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롤랜드 TD50x를 전자 드럼으로 사용중입니다.  전자 드럼에 헤드폰을 연결해서 들으면 잡음을 거의 느낄 수가 없습니다. 하지만 믹서에만 연결하면 볼륨을 키울 수 없을 정도로 잡음이 발생했습니다.

믹서에 전자드럼의 출력을 1/4 XLR 스테레오 케이블로 여결한 상태였는데, 오브리 소프트웨어용 미니 PC의 어댑터를 지나가면서 잡음이 발생한거였습니다. 이부분은 밸런스드 XLR 케이블을 연결하여 해결되었습니다.

문제는 미디 연결을 위해서 USB케이블로 PC와 드럼모듈을 연결하면 잡음이 신경에 아주 거슬릴 정도로 발생하였습니다.

처음엔 USB 케이블이 문제인가 싶어 비싼 케이블로 바꿔 보기도 했는데 해결이되지 않아 좀더 정보를 찾아보다가 아래 정보를 찾았습니다. 

흔히 사용하는 USB 케이블은 4핀입니다. 선이 4개 들어갑니다. 1개는 그라운드고 1개는 파워 공급을 위한 5V 전원선입니다. 그리고 D-와 D+가 보입니다. 이건 밸런스드 케이블에서처럼 D+에서는 정보를 D-에서는 역상의 정보를 보내 줍니다. 이 말은 USB 케이블 자체 내에서 잡음이 발생하기는 근본적으로 어렵다는 겁니다.



두번째 확인한 부분은 드럼 모듈을 음향 출력장치와 USB 전원간의 간섭이 일어나지 않을까 하고 찾아보니, 그라운드 루프에 의한 노이즈일 가능성이 아주 높아졌습니다.



음향기기에 공급 되는 전원과 USB 케이블로 전달되는 전원간의 접지(그라운드)가 간섭을 일으켜 우~~웅 하는 잡음을 발생 시킬 수 있다고 합니다. 


저의 첫번째 시도는 아래의 그림처럼 그라운드와 전원 부분을 물리적으로 막아버리면 되지 않을까 하는거였습니다. 공사할 때 쓰던 마스킹 테이프를 잘라서 두개의 단자를 막고 연결해 보았습니다. 인식이 안되더군요.



좀 더 검색을 하다 USB 그라운드 루프 아이솔레이터라는것을 이용하면 잡음을 잡을 수 있다는것을 알게되었습니다.



음향 장비와 PC를 연결하는 USB 케이블 사이에 장치를 추가하면 그라운드루프를 차단할 수 있답니다. 

그런데 가격이 미국 아마존 기준으로 $59달러나 합니다. 가격이 좀 나갑니다.


찾아보니 역시 중국산 버전이 이베이에서 $6정도에 팔리고 있습니다. 이정도면 안되면 그냥 버리지 싶은 심정으로 주문했습니다. ADUM3160로 검색하면 다양한 변종이 판매되고 있습니다.



근 2주만에 배달온 장치를 연결하니 잡음이 거의 사라졌습니다, 음질에 아무런 영향이 없고 장치 인식도 잘 됩니다. 급히 2개를 더 주문해서 현재까지 잘 사용하고 있습니다.



이로서 별도 전원을 공급 받으면서 PC와 USB로 미디 연결되는 장비들의 노이즈는 해결되었습니다..


다음은 별도 전원없이 USB로 전원을 공급하는 오디오 인터페이스 같은 장치의 노이즈를 제거한 경험을 공유 하도록 하겠습니다. 


댓글 11
no_profile 보급형베토벤 (106.♡.132.188)
10.04 19:31
와 고급정보 ,정성글 고맙습니다.
6K2KNI (121.♡.34.185)
10.04 22:52
디지털 신호인데 노이즈가 생긴다면 그건 무조건 전원 노이즈 때문에 생기는 겁니다.

전기적 결합을 분리할 수 있는 회로를 구성하면 해결됩니다.
그게 isolated dc-dc smps 와 galvanic isolator 입니다.
오늘을산다 (199.♡.58.197)
10.05 07:22
예전에 구입하려던 물건이었는데 저렴이 버전이 ebay에 있군요. 정보 감사합니다!
BlackNile (1.♡.138.144)
10.05 22:58
오 이로서 제 믹서가 기능을 하게 될것 같스빈다
no_profile 가정선생 (114.♡.64.77)
10.08 00:37
오, 완전 고급 정보네요. 공유 감사합니다.
no_profile SONJI (220.♡.139.209)
10.25 23:23
선생님, USB 케이블로 전송되는 신호는 디지털 신호입니다. 언밸런스드, 밸런스드 방식은 아날로그 신호 전송 시 사용하는 방식입니다.
PCBR (76.♡.19.12)
10.26 13:08
@SONJI님에게 답글 네. USB데이터 전송은 디지털이 맞습니다. 다만 신호를 송신측에서 +신호와 위상반전된 -신호를 동시에 보내서 수신측에서 외부 환경에 의해 발생하는 노이즈를 제거 해서 신호의 오류를 보정하는 방식이 밸런스드 방식과 같다는 이야기 였습니다.
no_profile SONJI (220.♡.139.209)
10.27 00:03
@PCBR님에게 답글 죄송하지만 디지털 신호는 역상 전송을 이용한 에러를 보정하지 않습니다.
PCBR (76.♡.19.12)
10.27 01:03
@SONJI님에게 답글 이 글을 참조 했었는데 제가 잘못 이해 했나 보네요.
PCBR (76.♡.19.12)
10.27 01:18
@SONJI님에게 답글 기술 자료를 찾아봤습니다. D- and D+ are responsible for carrying information through differential signaling 이라고 되어 있습니다. differential signaling이 전기 신호에서 정상 신호와 위상 반전된 신호를 동시에 보내서 노이즈를 방지하는 통신 방식입니다.
no_profile SONJI (220.♡.139.209)
10.27 13:35
@PCBR님에게 답글 잘 아시겠지만 모든 전기 신호는 + 와 - 로 이루어 집니다. USB와 같은 디지털 전송방식에서 d+ d- 에 걸리는 전압은 역상보정에 이용되지 않는다는 말씀을 드린겁니다. USB에서 노이즈 유입을 방지하는 최선은 차폐쉴드가 잘 되어 있는 케이블을 최대한 짧은 거리로 사용하는 것입니다. 그리고 가능하면 허브를 사용하지 않고 호스트와 직결하는게 좋습니다. 디바이스에 인가되는 전원공급은 가능하면 USB 버스 파워를 이용하지 않는게 좋습니다. 만약 허브를 이용해야 한다면 유전원 허브를 사용하시되 스위치류가 포함되어 있지 않고 신뢰도가 높은 허브를 이용하는게 좋습니다. 만약 USB로 연결중에 그라운드 루프로 인한 노이즈가 발생한다면 접지가 안되고 있다는 방증입니다. 음향에서 가장 중요한건 전기입니다. 말씀하신 것 처럼 전자드럼 모듈과 PC를 연결했을 시에 전송되는 신호는 미디신호 밖에 없는데 스피커로 노이즈가 발생하던가요? USB로 PC와 연결을 했을 때 드럼 모듈의 오디오 아웃이 믹서로 입력되는 신호에 노이즈가 발생한다는 말씀이신지요? 스피커는 믹서에 연결되어 있는지 별도의 오디오 인터페이스에 연결되어 있는지 궁금하네요.
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