Apakah mungkin untuk mengambil noise di sirkuit audio melalui kabel ground / earth?

Dalam sirkuit audio, seperti elektronik gitar (satu-satunya hal yang pernah saya coba-coba!), Saya selalu berpikir (mungkin secara sederhana) dari setiap titik di sepanjang jalur tanah kontinu yang pada dasarnya semua berada pada tegangan yang sama ('nol volt' tegangan referensi).

Namun, saya bertanya-tanya - jika Anda memperpanjang kawat bumi dari beberapa titik di sepanjang jalan itu, apakah mungkin untuk itu sendiri memperkenalkan kebisingan ke sirkuit dengan mengubah '0V' dari referensi bumi? (Mungkin saya bertanya-tanya "Apa perbedaan antara kawat panjang bumi dan antena" - tapi saya tidak cukup tahu tentang antena untuk mengetahui apakah itu yang saya tanyakan :)

Ya, koneksi ground yang lama dapat menimbulkan noise, yang berarti ground di satu tempat adalah tegangan yang berbeda dari ground di tempat lain. Untuk sinyal berujung tunggal, tegangan offset ground ini biasanya muncul sebagai bagian dari sinyal.

Ada dua strategi umum untuk menghindari situasi ini:

1. Gunakan sinyal diferensial. Sinyal aktual dikodekan sebagai perbedaan antara dua sinyal yang didorong berlawanan satu sama lain. Ground offset kemudian terlihat seperti sinyal mode umum, yang sebagian besar dapat diabaikan oleh penerima.

2. Perhatikan bagaimana segala sesuatunya didasarkan. Pastikan semua tanah terikat kembali ke satu tempat tanpa koneksi lain ke tempat lain, seperti stopkontak listrik setempat. Jaring tanah ini kemudian dihubungkan ke tanah nyata di satu tempat saja. Juga hindari aliran arus yang disengaja melalui koneksi ground. Harus ada pengembalian terpisah untuk arus daya. Jangan pernah gunakan ground sebagai power return.

0V hanya 0V pada titik referensi - secara bertahap menurun ketika Anda menjauh dari posisi fisik itu. Ini mungkin perbedaan nano volt dekat tetapi dapat dengan cepat menjadi mili volt dan, jika sirkuit input sensitif memiliki koneksi 0V yang tidak pada titik yang sama, perbedaan beberapa milli volt dapat berupa sinyal noise AC dan seringkali sangat mengganggu.

Inilah sebabnya mengapa PCB menggunakan bidang tanah tetapi, ini sama sekali tidak dikecualikan dari masalah ini. Sistem lain menggunakan kabel titik-bintang untuk menjaga koneksi 0V pada titik fisik yang sama tetapi ini dapat mengalami peningkatan magnetik AC.

Terkadang sulit untuk retak. Berikut gambaran yang bagus tentang bagaimana sinyal digital dapat membuat pentalan ground dan pentalan daya: -

Tepi yang naik dengan cepat pada suatu output pasti akan mengisi kapasitansi parasit jalur PCB - ini dipandang sebagai "bouncing" kecil pada power rail dan distorsi terkait (efek samping) pada sinyal yang dihasilkan. Saat ujung jatuh ada tanah yang terpental. Sekarang sinyal sedikit rusak oleh yang penting, untuk pertanyaan ini, bidang tanah dan bidang daya memiliki pulsa arus yang disuntikkan ke dalamnya dan ini dapat mempengaruhi sirkuit lainnya.

Dengar contoh lain di mana celah pada bidang tanah dapat menyebabkan "memantul" karena arus balik sinyal harus "menyebar" di sekitar celah: -

Berikut ini gagasan lain tentang bagaimana komponen fungsional yang salah penempatan dapat menimbulkan kerusakan pada sirkuit analog yang sensitif: -

Hal yang cerdas untuk dilakukan di sini adalah menghindari koneksi 0V umum untuk hal-hal yang dapat menyebabkan pentalan satu sama lain - ini adalah bentuk penunjuk bintang, yaitu hubungan terpisah dan koneksi pentanahan dari setiap fungsi sirkuit individu yang hanya terhubung pada satu pasangan "bersih". node (biasanya pada output dari regulator tegangan atau baterai).

Tampaknya ini adalah dokumen yang sangat berguna yang menjelaskan fenomena tersebut

Jawabannya adalah YA jika aplikasi Anda bergantung pada perbedaan voltase antara kedua ujung kabel mendekati nol. Dengan kata lain jika sistem yang berfungsi sensitif terhadap level sinyal di kedua ujung kabel sekaligus, maka ada alasan untuk mewaspadai bahwa noise pickup dapat terjadi.

Di sisi lain jika Anda menghubungkan dua sistem bersama-sama menggunakan kabel seperti twisted pair (atau kabel coax untuk frekuensi tinggi) dan pastikan bahwa arus yang berjalan dalam satu kabel sama dan berlawanan dengan arus di kabel lainnya dan sistem target hanya peka terhadap pensinyalan di antara ujung-ujung target kedua kabel maka setiap mode pickup umum pada pasangan kabel tidak akan diperhatikan oleh peralatan target.