Design og opbygning af et strømlinjefilter til en Android -telefonoplader: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

I denne instruktør vil jeg vise, hvordan man tager en standard USB til mini USB -ledning, adskiller den i midten og indsætter et filterkredsløb, der reducerer den store støj eller hash, der produceres af en typisk android strømforsyning. Jeg har en bærbar multibåndsradio, der ikke kom med et standardstik til en, men kom med et mini USB -stik. Da jeg sluttede den til en 5V strømforsyning af den type, der ville blive brugt til at oplade en Android -telefon, fik jeg intet andet end støj på AM og shortwave. Det kunne kun bruges på FM. Der er et par AM -radiostationer, som jeg kan lide at lytte til, så jeg besluttede at designe et passivt filter for at blokere det meste af den støj, der produceres af Android -telefonens strømforsyning.

Forbrugsvarer

1) 3 tommer langt stykke varmekrympeslange 1 tommer diameter, type 3M CCT 1100 (elektronikbutik)

2) 6 fod almindeligt USB til mini USB kabel. (dollar butik)

3) 3 x 1/2 tommer stykke perf eller vektortavle (butik til elektroniske dele)

4) (2) 2,5 millihenry choke bjærget fra et gammelt kompakt fluorescerende pære kredsløb.

5) (1) 1000 mikrofarad elektrolytkondensator, 10 volt eller højere (elektronisk reservedelslager)

6) Nålestang (isenkræmmer)

7) Exacto kniv (isenkræmmer)

8) Varmepistol (isenkræmmer)

9) Smeltelimepistol og -pinde (håndværksbutik)

10) Loddepistol og lodde (hardware- eller elektronikforretning)

11) Android 5V strømforsyning (elektronikbutik eller online)

Trin 1: Analyse af output fra Android Phone -strømforsyningen

Hvis du ser på udgangen fra 5 volt strømforsyningen i det første billede, vil du se 5 DC med en lille mængde støj, der kører oven på DC (ca. 0,01 VAC). Til de fleste formål er dette acceptabelt, men hvis du bruger denne strømforsyning til at drive en radio eller en lydforstærker, hører du ikke andet end summende. Jeg zoomede ind på bølgeformen i det andet billede, og du kan se et antal pigge eller skiftende transienter, der producerer støj til 50 mHz -området og videre. Dette kan ses på det tredje billede, der viser udgangsspektret fra 0 til 50 mHz. Al denne støj vil vise sig på radiohøjttalerens output som en summende eller stegende lyd. Jeg havde brug for at komme med et simpelt kredsløb for at blokere så meget af denne støj som muligt.

Trin 2: Design af et filterkredsløb

Det kredsløb, jeg kom frem til, var det, der kaldes et lavpasfilter. Denne type kredsløb blokerer alle frekvenser over en kredsløbsafbrydelsesfrekvens. Jeg besluttede at have en afbrydelsesfrekvens under 60 Hz, som er strømlinjefrekvensen i Nordamerika. Beregningerne gav induktorer med en ganske høj værdi, som var større, end jeg var parat til at putte i det lille rum, jeg havde afsat til filteret. Jeg kom ud med dette kredsløb, som stadig var tilstrækkeligt og tillod mig at bruge to 2,5 mH choker, som jeg havde bjærget fra et udbrændt fluorescerende pære kredsløb. 1000 uF kondensatoren havde jeg også i min reservedelsbeholder. Jeg oprettede kredsløbet ved hjælp af SPICE, og det gav mig mindst 30 dB dæmpning op til 50 mHz. Jeg skulle bygge kredsløbet og teste det på en sporingsgenerator for at se, om det faktiske indbyggede kredsløb stemte overens med resultaterne af det designede kredsløb.

Trin 3: Opbygning og test af kredsløbet

Ved at skære et 3 x 1/2 tommer stykke perfboard installerede jeg de to 2,5 mH induktorer og de 1000 uF kondensatorer, der lodde dem sammen på den ene side af perfboardet. Når dette var fuldført, sluttede jeg en "sporingsgenerator" til input og output, og resultatet er på det andet foto. Sporingsgeneratoren fejede fra 5 kHz til 50 mHz, og det viser, at filteret udfører ganske tæt på det forudsagte resultat. Dæmpningen er ret godt flad op til 25 mHz ved 30 dB og svæver omkring 20 dB, indtil den når 50 mHz og ender med dæmpning på cirka 18 dB ved 50 mHz. Brug af radioen med strømforsyningen reducerer det meste af stegelyden, der kommer ud af højttaleren, så jeg kan hente lokale stationer uden særlig megen støj

Bemærk: Radioen, jeg har designet denne til, er ekstremt følsom og overgår enhver AM- eller FM -radio, jeg tidligere har haft. Når jeg kører på batterier, kan jeg hente både AM- og FM -stationer godt midt på dagen fra den nærmeste store by, som ligger 120 miles væk!

Tracking Generator- en enhed, der består af en fejende oscillator med en spektrumanalysator i en enhed. Denne enhed er meget nyttig til at kontrollere frekvensresponsen af filtre og andre elektroniske kredsløb.

Trin 4: Tilslutning af filter til kabel

Tag et 6 fod USB til mini USB kabel og skær det i midten. I tilfælde af et 5 -leder kabel som jeg brugte, skal du bare bruge de sorte og blå. Negativ 5V for sort og +5V for blå. Den indkommende blå ledning går til filterets input, og den udgående blå ledning går til filterets output. De sorte ledninger er bundet sammen og fastgjort til den negative side af den 1000 uF elektrolytiske kondensator. Når disse er alle loddet sammen, er enderne af ledningerne fastgjort til de to sider af perfbrættet med miniaturebinder. Tråden er yderligere fastgjort til brættet i hver ende af smeltelim. Når alt dette er samlet, skubbes et stykke krympeslange med en diameter på 1 tommer over kredsløbet og krymper med en varmepistol som vist på det tredje billede. Hele samlingen skal ligne det sidste billede, når den er færdig.

Bemærk: Dette filter kan installeres i ethvert USB -kabel. Farveskemaet kan variere afhængigt af producenten af kablet, så tjek hver ledning med strømforsyningen for +5 og 0 volt.

Trin 5: Konklusion

Selvom denne idé blev skabt til at reducere støj på en USB -tilsluttet radio, kunne den også bruges til at oplade telefoner. Disse billige opladere kan gøres så billige, fordi de næsten ikke har nogen outputfiltrering. Nogle telefoner oplader muligvis ikke ordentligt på grund af den støj, der indføres i opladningskredsløbet, og dette kredsløbsfilter reducerer denne sandsynlighed.