Можно ли уловить шум в аудио цепи через провод заземления?

В аудиосистеме, такой как электроника гитары (единственная вещь, с которой я когда-либо балуюсь!), Я всегда думал (вероятно, упрощенно) о том, что каждая точка на непрерывной земной траектории, по существу, находится на одном и том же напряжении («нулевое вольт»). опорное напряжение).

Однако мне было интересно - если вы протянете заземляющий провод от некоторой точки вдоль этого пути, возможно ли это само по себе, чтобы внести шум в цепь, изменяя «0 В» заземления? (Возможно, я задаюсь вопросом «В чем разница между длинным проводом заземления и антенной» - но я не знаю достаточно об антеннах, чтобы знать, спрашиваю ли я об этом :)

Да, длинные заземления могут вызывать шум, а это означает, что земля в одном месте отличается от напряжения в земле в другом месте. Для несимметричных сигналов это напряжение смещения заземления обычно отображается как часть сигнала.

Есть две общие стратегии, чтобы избежать этой ситуации:

1. Используйте дифференциальные сигналы. Фактический сигнал кодируется как разность между двумя сигналами, которые возбуждаются противоположно друг другу. В этом случае смещение относительно земли выглядит как сигнал синфазного режима, который приемник может в значительной степени игнорировать.

2. Обратите внимание на то, как все обосновано. Убедитесь, что все заземления привязаны к одному месту без каких-либо других подключений, например, к заземлению локальной розетки. Эта сеть заземления затем подключается к реальной земле только в одном месте. Также избегайте преднамеренного протекания тока через любое заземление. Должны быть отдельные возвраты для силы тока. Никогда не используйте землю как источник энергии.

0 В это только 0 В в исходной точке - оно постепенно ухудшается по мере удаления от этой физической позиции. Это может быть нановольтная разница близко, но может быстро стать милливольтами, и, если чувствительные входные цепи имеют соединения 0 В, которые не находятся в одной точке, разность в несколько милливольт может быть шумовым сигналом переменного тока и довольно часто очень раздражает.

Вот почему печатные платы используют наземные плоскости, но они ни в коем случае не освобождаются от этой проблемы. Другие системы используют проводку в виде звезды, чтобы поддерживать любые соединения 0 В в той же физической точке, но они могут страдать от магнитного пуска переменного тока.

Это сложный орешек иногда. Вот хорошая картина того, как цифровой сигнал может создавать как отскок земли, так и отказов: -

Быстрый нарастающий фронт на выходе неизбежно зарядит паразитную емкость дорожки печатной платы - это проявляется в виде небольшого «скачка» на шине питания и соответствующего искажения (побочного эффекта) на выходном сигнале. Когда край падает, появляется отскок земли. Теперь сигнал слегка искажен, что важно, для этого вопроса, у плоскости заземления и плоскости питания есть импульсы тока, введенные в них, и они могут воздействовать на другие цепи вблизи.

Слышит еще один пример того, как зазоры в заземляющей плоскости могут вызывать «скачок», потому что обратный ток сигнала должен «распространяться» вокруг зазора:

Вот еще одна идея о том, как неправильное расположение функциональных частей может нанести ущерб чувствительным аналоговым схемам:

Самое умное, что можно сделать здесь, - это избежать обычных 0 В подключений для вещей, которые могут вызвать отскок земли друг от друга - это форма наведения на звезды, то есть отдельные соединения питания и заземления от каждой отдельной функции цепи подключаются только к одной «чистой» паре узлов (обычно на выходе регулятора напряжения или аккумулятора).

Это представляется весьма полезным документомкоторый объясняет явления

Ответ ДА, если ваше приложение зависит от разности напряжений между двумя концами провода, чтобы быть близко к нулю. Другими словами, если функционирующая система чувствительна к уровням сигнала на обоих концах провода одновременно, то может быть причина знать, что может возникнуть шум.

С другой стороны, если вы соединяете две системы вместе, используя кабель, такой как витая пара (или коаксиальный кабель для высокой частоты), и убедитесь, что ток, проходящий по одному проводу, равен и противоположен току по другому проводу, и целевая система чувствительна только к сигнализации между целевыми концами двух проводов, тогда любое срабатывание синфазного сигнала в паре проводов останется незамеченным целевым оборудованием.