Как сделать заземление в наушниках

Аудиофильский компьютер без земляных петель

При создании аудиофильского компьютера обычно пристальное внимание уделяется снижению общего шума системного блока, подбором малошумящих компонентов. Вторым этапом встает избавление от земляных петель, т.к. они редко бывают явно различимы в виде треска и гула, но порой способны существенно снизить качество звучания, особенно с дорогостоящей аппаратурой класса Hi-End, где могут отсутствовать различные защиты от земляных петель для минимизации количества элементов на пути сигнала или просто разработчикам не пришло в голову защитить свое устройство от не стандартных условий эксплуатации.

Рекомендаций по акустическому уровню шума можно найти в разных материалах, а ниже будет описано, как избавится от земляных петель.

Общая теория

Многим известно, что качество звучания зависит от качества питания, что возводит в культ тороидальные и «Ш-образные» внешние блоки питания в противес горячо не любимым импульсным блокам питания. Компьютер практически всегда использует импульсный блок питания и тем самым является «наибольшим злом» в домашней аудиосистеме.

В чем кроется реальная проблема импульсных блоков питания мало кого волнует, гораздо проще или выкинуть компьютер или бесконечно подбирать силовые кабеля (по принципу, чем дороже – тем лучше).

На самом деле, сделать музыкальный компьютер не проблема, если знать, где, как и что подкрутить в прямом смысле этого слова.

Как все должно быть в идеале?

Именно на заземляющий кабель сбрасывается весь мусор от импульсных блоков питания. В реальности, заземление часто отсутствует в розетке, и весь мусор от компьютера попадает в чувствительную аудиосистему. Установка фильтров кардинально ситуацию не меняет, т.к. почти все фильтры должны мусор скинуть на заземляющий провод, которого зачастую нет или его сопротивление слишком велико для выполнения своей функции. Если в доме нет заземления, то в качестве заземления надо вывести нулевой провод. Специалисту из ЖЭК-а это можно объяснить как «сделать розетку под стиральную машину в комнате». Главное – обеспечьте хорошим кабелем с толстыми жилами. Заземление крайне не рекомендуется делать с помощью батареи, т.к. после такого, кто-то может получить заряд бодрости принимая, к примеру, ванну.

При наличии заземляющего провода необходимо убедится, что сопротивление у него минимально, в противном случае весь мусор пойдет по другому пути. На рисунке выше показан основной заземляющий кабель толстым, а кабели от техники тоньше, как свойство сопротивления провода.

В реальности, заземляющий провод с минимальным сопротивлением далеко не всегда в кабеле около розетки или кабеле компьютера. На рисунке выше показано, как весь мусор уходит через аудиосистему, где сопротивление заземляющего провода компьютера высокое (провод тоненький), против более толстого межблочного аудио провода. Все помехи в виде земляных петель в итоге проходят через аудиокабель.

При организации аудиофильского компьютера основной задачей является направление мусора по пути, не затрагивающем аудиосистему.

В упрощенном виде нам надо дать возможность всему мусору уходить минуя аудио цепи. В профессиональной технике большинство оборудования оснащено специальными разъемами под заземляющие клеммы для организации правильного заземления. Там это является жесткой необходимостью, т.к предполагается, что при размещении аппаратуры вне стен студии, например в турне на стадионах или различных площадках, нормального заземления от распределительной розетки (организованной через удлинитель неизвестного качества) может и не быть. Слушать фонящее оборудование никто не хочет.

В Hi-Fi и Hi-End технике предполагается, что отличное заземление всегда есть в розетке. Либо разработчикам мало известно, зачем вообще существует заземление при использовании внешних БП с вилкой без заземления. В этом случае необходимо найти места у аудиокомпонентов, через которые будет возможность организовать общее заземление. Для простоты проверьте места с болтами, там проще будет прикрутить внешний провод.

Критически оцените пилоты, удлинители и тройники. Не используются ли там тонкие провода или окислившиеся контакты? Пилоты сейчас стоят копейки и экономия на качестве и количестве металлов проявляют себя во всей красе.

В упрощенной модели нашей задачей является найти оптимальные точки между компонентами и соединить их между собой толстым проводом. Если повезет, эту роль выполнят силовые кабели, если нет – то отдельная проволока в изоляции в выбранных местах на корпусах. В качестве проволоки для соединения между компонентами можно использовать моножильные силовые провода в обычной гибкой изоляции (это обычно силовые провода в белой общей изоляции по два или три провода, расположенные параллельно, что делает этот белый провод «плоским»). Внутри компьютера больше актуальна лакированная изоляция для минимизации габаритов провода.

В более сложной модели нам надо учесть, каждый аудио компонент имеет несколько точек соприкосновения с окружающей аппаратурой, например у компьютера: выходы от звуковой карты, видеокабель под монитор, несколько usb проводов под принтеры и другие устройства. Собирается ли весь мусор у компьютера в БП? Ни разу такое не встречалось. Соответственно, найти всего одну точку на корпусе компьютера скорее всего не получится и ее нужно создать. В идеале стоит сделать эту точку в разъеме под силовой кабель у заземляющего контакта (если все отлично с заземлением в розетке), либо в одном из крепежных мест корпуса около блока питания.

В теории весь корпус компьютера должен служить единым металлическим проводником в виде единой земли, но на практике применяемый металл вызывает множество нареканий и пластины крепятся заклепками. Сопротивление в итоге далеко от идеальных величин. Производители материнских плат ориентируются либо на то, что корпус будет идеальным, либо корпуса как такового может не быть вовсе, ведь часто материнская плата крепится на пластмассовые защелки. В итоге результат непредсказуем.

Инструменты и материалы

Для оценки потока грязи нам понадобится простой вольтметр. «Каналы сброса мусора» мы будем делать с помощью толстой проволоки. Проволоку лучше использовать одножильную с изоляционным слоем. Многожильная проволока гибче и потребует дополнительной фиксации, что усложняет систему. Плюс, шансов не уследить за одной из жил больше и тем самым может возникнуть нежелательное короткое замыкание.

Для крепления провода к материнской плате лучше купить болты-переходники. В первых двух системах обходился без них, и это вызывало определенные трудности при монтаже – при прикручивании провода напрямик к материнской плате был велик риск что-нибудь замкнуть. С переходниками же вероятность что-то замкнуть крайне мала. Стоимость переходников в профильных магазинах, продающих «метизы» обходится в 20-30 руб за небольшой мешочек. Рекомендуется там же прикупить обычных болтов и шайб. Если тотальной экономии нет, то все тоже самое можно купить в крупном строительном магазине, выйдет в одну-две сотни рублей.

Оптимизацию стоит делать от конечной цели, если цель – делать измерения, то минимизируем все земляные петли между измерительной звуковой картой и измеряемой. Иногда бывает достаточно соединить карты проволокой. Если цель убрать наводки от компьютера до аудио системы, то потребуется действий больше, сперва оптимизация компьютера, потом оптимизация всей системы.

Выявление земляных петель

С помощью вольтметра прикоснитесь щупами между землей звуковой карты и различными компонентами системы (различными крепежными болтами и корпусными элементами), оцените уровень напряжения между звуковой картой и: CD-ROM, блоком питания, видеокартой, жестким диском, различных местах корпуса. Не стоит проверять уровень напряжения между различными дорожками на материнской плате во избежание коротких замыканий, смотрите только в тех местах, которые представляют собой землю.

После того, как будет вырисовываться общая картина, можно приступать к устранению земляных петель. В тех местах, где напряжение между точками велико, надо проложить проволоку, фактически именно в этих местах сопротивление высоко и ток идет в обход через материнскую плату.

Стоит быть готовым к тому, что придется много экспериментировать. Материнская плата – это огромное количество токопроводящих дорожек и если вкрутить в каждое крепежное гнездо болт, а оттуда провести по отдельной проволоке до блока питания по классической системе звезды общее заземление, то ничего хорошего не будет. Обязательно вскроются новые земляные контуры. Как только Вы соедините очередные две точки, вся картина земляных петель изменится.

После того, как будут убраны наиболее сильные земляные петли, вольтметр уже не сможет точно показывать проблемные участки и при тонкой настройке уже придется все проверять только через тесты в RMAA или другом спектроанализаторе. Вольтметр прежде всего показывает постоянное напряжение и низкочастотное помехи.

Чем делать измерения?

Сперва можно сделать оптимизацию звуковой карты в режиме Loop, чистый спектр в loop ничего не говорит о земляных петлях с внешним оборудованием, поэтому, надо измерять уровень шумов с конечного элемента, к примеру с выхода усилителя для наушников или усилителя для АС с конечных клемм.

Пугаться подключать выход с усилителя к звуковой карте не стоит, у усилителя выходное напряжение порядка 5-25 В при входном напряжении звуковой карты 1-2 В, чего для анализа шумов более чем достаточно. Единственное, подключать все нужно исключительно при обесточенном оборудовании! Иначе есть шанс словить искру при подключении и вывести из строя звуковую карту. Если у усилителя нет множества защитных режимов и он любит издавать хлопок при включении, то в таком случае есть все шансы повредить оборудование. В этом случае, сперва включайте усилитель, а только потом компьютер.

Наиболее простой софт для теста земляных петель – RMAA, тестирует быстро и есть возможность запомнить результат. Помимо этого, можно вести запись в любом из аудио редакторов, от бесплатного Audacity до триал-версий редакторов, таких как Adobe Audition с бесплатным ознакомительным периодом.

Монтаж заземляющего провода в компьютере

Первоначально попробуйте такую схему – два-три заземляющих провода на материнскую плату и один на планке крепежа внутренних карт.

При использовании одножильного провода нет проблем с его выпрямлением и заданием необходимой формы.

Обязательно контролируйте, что бы провод точно был в изоляции без царапин.

Там, где провод проходит по планке крепежа плат, провод можно зачистить.

После прокладывайте провода от жестких дисков и прочих устройств.

В конечном итоге все провода должны выйти к единой точке.

В единую точку лучше вывести большой длинный болт с шайбами.

При такой конструкции будет просто добавлять провод и наоборот убирать, т.к. в процессе измерений может оказаться, что добавление очередного провода может наоборот ухудшить общий результат.

При замене звуковой карты на другую или переставлением карты в другой слот, готовьтесь к перенастройке проводов заново.

Общие рекомендации к действию и опасности.

Производите все работы в трезвом уме и руководствуйтесь здравым смыслом. Никакой ответственности за ваши действия автор не несет, выше, это лишь советы, как избавится от земляных петель всей аудиосистемы при использовании компьютера.

Источник

Избавляемся от посторонних шумов в аудиотракте

Всем привет!
Ребята, это мой первый пост, и хочу посвятить его проблеме возникающих шумов в аудиотракте.

В схеме соединения аудиоаппаратуры, когда любая звуковоспроизводящая аппаратура и активная акустическая система подключаются в две разные розетки с заземлением, появляется «паразитный земляной контур» в цепи питания аппаратуры.

Немного Физики

Заземление / зануление в зданиях выполняется обычно в одном месте, на цокольном этаже или в подвале. Защитные контакты всех сетевых розеток, установленных в здании, должны быть присоединены к этому заземлению. Если все оборудование подключено к сети питания через одну розетку, то проблемы не возникает. Она возникает в том случае, когда электрически связанные друг с другом устройства (например, компьютер и активная акустическая система) подключены к сети питания через разные розетки. Вследствие неравенства сопротивлений соединений на землю в контуре заземления, образованном соединенными между собой устройствами, протекает ток, который создает фон, накладывающийся на полезный сигнал.

Шумы и Фон переменного тока

Любому, кто имеет опыт работы с аудиоаппаратурой, знаком громкий фон, возникающий в громкоговорителях при подключении аппаратуры и включении ее в рабочий режим. Компьютерное оборудование не является исключением, поскольку и оно питается от сети переменного тока. При неправильном заземлении, т.е. при нарушении надлежащей развязки сигнальных цепей от цепей питания, на полезный сигнал накладываются помехи в виде шумов и фона переменного тока.

В схеме любого радиоэлектронного устройства, в том числе аудиоаппаратуры, все напряжения “привязаны” к внутренней земле схемы, потенциал которой принимается равным нулю, и все напряжения измеряются относительно внутренней земли схемы. Благодаря этому обеспечивается возможность выделения полезного сигнала на фоне помех.
При соединении радиоэлектронных устройств сигнальным кабелем земляной проводник кабеля соединяет их внутренние земли, уравнивая их потенциал. Эта так называемая сигнальная земля может быть и не привязана к потенциалу земли, как это имеет место в цепи заземления аппаратуры, но сигнальные цепи всех радиоэлектронных устройств, соединенных между собой, оказываются привязанными к одному общему опорному потенциалу.

К сожалению, соединение радиоэлектронных устройств между собой таит в себе опасность возникновения паразитного контура заземления. Если в схеме соединенных между собой радиоэлектронных устройств существует несколько соединений с точкой заземления по сети питания, вследствие неодинаковости их сопротивлений по паразитному контуру заземления протекает ток, который создает наводку (фон) частотой 50 Гц в сигнальных кабелях, соединяющих аудиоаппаратуру, которые действуют, как радиоантенны.

Самой распространенной причиной фона сети питания являются паразитные петли заземления аппаратуры. В сетевом кабеле питания любого радиоэлектронного устройства предусмотрен третий, заземляющий, провод, которым устройство через сетевую вилку и розетку соединяется с общей точкой заземления электрооборудования в здании. Подключение всех устройств, которые соединены между собой сигнальными кабелями, к сети питания через одну сетевую розетку уменьшает вероятность возникновения паразитных контуров заземления, хотя не устраняет ее полностью.

Как это лечится?

Самый простой и надежный способ избавиться от сетевых наводок — подключить все оборудование к сети через одну общую сетевую розетку. Если полностью устранить фон сети таким способом не удается, то используются следующие два способа борьбы с сетевым фоном. Если вы умеете пользоваться паяльником, отпаяйте земляной провод (экран) на одном конце сигнального кабеля от разъема (на одном, а не на обоих концах, так как экран обеспечивает защиту от радиопомех!).

Самый действенный способ — отсоединить с помощью переходника, одно из устройств (например ноутбук) от общей цепи заземления по сети питания (с помощью переходника с трехконтактной вилки на двухконтактную, либо использовать удлинитель без заземления). Но не следует делать это для всех устройств одновременно, так как в этом случае на корпусе аппаратуры может появиться “плавающий потенциал земли”, опасный для жизни.

Источник

Как правильно заземлить компьютер

Это необходимо знать абсолютно всем, кто в силу различных обстоятельств работает с компьютерной техникой и периферийным оборудованием на дому. Если вы не хотите, чтобы дорогостоящее оборудование вышло из строя, то его необходимо в обязательном порядке заземлить. К тому же заземление компьютера исключит возможность поражения человека электрическим током при пробое фазы питания на корпус устройства. К сожалению, в старых домах и квартирах в линии внутренней проводки не предусмотрен отдельный провод для заземления бытовой техники, хотя в современных розетках контакт для его подключения есть.

Любой стационарный компьютер или ноутбук, изначально подготовлен к заземлению. Кабель питания этих устройств имеет три провода и столько же контактов, предназначенных как для подключения к сетям электроснабжения, так и к проводу заземления. Если в вашей квартире или доме электрическая разводка без специального заземляющего провода (кабель РЕ), то для того, чтобы выполнить подключение компьютера к «земле» необходимо выполнить ряд электромонтажных работ. В этой статье мы рассмотрим как правильно это сделать и что категорически запрещено!

Зачем необходимо заземлять компьютер

Можно ли пользоваться компьютерной техникой без заземления? Конечно, можно и так поступает большая часть людей. До поры до времени такой вариант не принесет никаких негативных последствий, но это только до определенного момента. Последствия этого безответственного подхода могут быть самыми печальными, от выхода из строя компьютера, до поражения током человека. Рассмотрим причины, почему это может произойти.

Внимание! Часто микрофон компьютера начинает фонить, вследствие электромагнитных помех от всего набора устройств в системе. Это неприятное явление, как правило, можно устранить заземлением корпуса системного блока.

Вот и подумайте! Заземлять компьютер или нет? Конечно, да! Это защитит вашу технику от выхода из строя, а вас от поражения электрическим током. Но заземлять компьютер, нужно соблюдая все требования нормативных документов!

Запрещенные способы соединения компьютера с «землей»

Многие «горе-мастера» при отсутствии во внутренней электрической разводке кабеля РЕ пытаются решить эту проблему недопустимыми способами, что может привести к непредсказуемым последствиям. Категорически запрещено заземлять компьютер так:

Все вышеперечисленные способы заземления компьютера или любой другой бытовой техники запрещены нормами ПУЭ (правилами устройства электроустановок). Для правильного подключения к «земле» компьютера и других приборов, конечно, при отсутствии в электропроводке квартиры, дома или дачи провода РЕ, необходимо создать контур заземления. Как это сделать, мы расскажем ниже.

Заземление компьютера в квартире

В старых многоэтажных домах распределение электропитания по потребителям реализовано по схеме TN-C, в которой не предусмотрен отдельный проводник заземления. В такой системе в роли защитного и рабочего заземления выступает единственный провод PEN. Подводка электроэнергии к квартирным электрощитам выполняется кабелем с четырьмя жилами: три фазовых проводника и один нулевой. Заземление нуля осуществляется на распределительной подстанции. В квартирах проводка проложена двухжильным проводом и розетки не имеют заземления.

Как заземлить компьютер в квартире, расположенной в таком доме? Все достаточно просто! Конечно, можно создать индивидуальный контур заземления или демонтировать старую проводку и заменить ее на новую трехжильную, но это дорогостоящее мероприятие. Проще всего проложить дополнительный проводник от квартирного электрощита до места расположения компьютера. Это самый часто используемый способ заземления не только компьютера, но и любой бытовой техники. Алгоритм выполнения работ по такому методу будет выглядеть следующим образом:

Важно! Не следует заводить провод заземления под болт соединения двух проводников N и P. Никогда не соединять медный провод с алюминиевым, это приведет к быстрому разрушению контакта и возникновению возгорания.

Подключить заземляющий провод к корпусу системного блока можно двумя способами: используя резьбовое соединение, размещенное на шасси устройства, или через разъем GND, специально предназначенный для этих целей. Заземление компьютера через розетку с подключением «земли» к специальному контакту будет наиболее грамотным, с технической точки зрения, вариантом. В любом случае какой бы способ вы ни выбрали, ваш компьютер будет заземлен в соответствии с требованиями ПУЭ.

Заземление компьютера в частном доме или на даче

Заземлить компьютер в частном доме или на даче можно также, как в квартире, конечно, если к объекту недвижности подведена трехфазная сеть с жилой PEN. Но чаще всего в старых домах и особенно на дачах электрификация выполняется по однофазной схеме. В этом случае для заземления компьютера подходит только один вариант — монтаж отдельного контура заземления, к которому можно подключить не только компьютер, но и всю бытовую технику. Для тех кто не в теме следует сказать, что ничего сложного в таких работах нет. Их сможет выполнить человек, обладающий минимальными познаниями в области электротехники.

К тому же в настоящее время в специализированных магазинах можно купить готовый комплект деталей для самостоятельного монтажа контура заземления. Если задача состоит только в том, чтобы заземлить один системный блок и набор периферийных устройств, то в монтаже сложного контура заземления нет необходимости. Достаточно просто вбить в землю на глубину 1.5 метра металлический штырь, с помощью хомута надежно закрепить на его конце заземляющий кабель и присоединить этот проводник к корпусу компьютера или заземляющему контакту розетки. Как проложить такой кабель, каждый выбирает на свое усмотрение.

Заключение

В заключение хочется сказать: если вы не в состоянии самостоятельно справиться с заземлением компьютера, в связи с отсутствием начальных знаний электротехники или по другим причинам, лучше не рискуйте! Обратитесь к профессионалам и они сделают эту работу быстро и качественно!

Видео по теме

Источник