Bucle de tierra (electricidad)

En un sistema eléctrico , un bucle de tierra se produce cuando dos puntos de un circuito están destinados a tener el mismo potencial de referencia de tierra pero, en cambio, tienen un potencial diferente entre ellos. ^[1] Esto suele ocurrir cuando fluye suficiente corriente en la conexión entre los dos puntos de tierra para producir una caída de tensión y hacer que los dos puntos estén a potenciales diferentes. La corriente se puede producir en un bucle de tierra por inducción electromagnética .

Los bucles de tierra son una de las principales causas de ruido , zumbido e interferencia en los sistemas de audio, video y computadoras. Las prácticas de cableado que protegen contra los bucles de tierra incluyen garantizar que todos los circuitos de señal vulnerables estén referenciados a un punto como tierra. El uso de señalización diferencial puede proporcionar rechazo de interferencia inducida por tierra. La eliminación de las conexiones a tierra de los equipos en un esfuerzo por eliminar los bucles de tierra también eliminará la protección que la conexión a tierra de seguridad está destinada a proporcionar.

Sonido de 50 Hz con bucle de tierra

Ruido de bucle de tierra a 50 Hz capturado con equipo de audio.

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Descripción

Un bucle de tierra se produce por la interconexión de dispositivos eléctricos que da como resultado múltiples caminos hacia tierra, formando así bucles conductores cerrados a través de las conexiones a tierra. Un ejemplo común son dos dispositivos eléctricos conectados cada uno a una toma de corriente de la red eléctrica mediante un cable de tres conductores y un enchufe que contiene un conductor de tierra protector por seguridad . Cuando se conectan cables de señal entre ambos dispositivos, el blindaje del cable de señal normalmente se conecta al chasis conectado a tierra de ambos dispositivos. Esto forma un bucle cerrado a través de los conductores de tierra de los cables de alimentación, que están conectados a través del cableado del edificio.

En las proximidades del cableado eléctrico siempre habrá campos magnéticos parásitos , en particular de líneas de servicios públicos que oscilan a 50 o 60 hercios . Estos campos magnéticos ambientales que pasan a través del bucle de tierra inducirán una corriente en el bucle por inducción electromagnética . El bucle de tierra actúa como un devanado secundario de una sola vuelta de un transformador , siendo el primario la suma de todos los conductores que transportan corriente cercanos. La cantidad de corriente inducida dependerá de la magnitud y proximidad de las corrientes cercanas. La presencia de equipos de alta potencia, como motores industriales o transformadores, puede aumentar la interferencia. Dado que los conductores que componen el bucle de tierra suelen tener una resistencia muy baja, a menudo inferior a un ohmio , incluso los campos magnéticos débiles pueden inducir corrientes significativas.

Dado que el conductor de tierra del cable de señal que une los dos dispositivos es parte de la ruta de señal del cable, la corriente de tierra alterna que fluye a través del cable puede introducir interferencias eléctricas en la señal. La corriente alterna inducida que fluye a través de la resistencia del conductor de tierra del cable provocará una pequeña caída de tensión de CA en la tierra del cable. Esta se añade a la señal aplicada a la entrada de la siguiente etapa. En los equipos de audio , la interferencia de 50 o 60 Hz puede oírse como un zumbido en los altavoces. En un sistema de vídeo puede provocar distorsión o problemas de sincronización. En los cables de ordenador puede provocar ralentizaciones o fallos en la transferencia de datos.

Los bucles de tierra también pueden existir dentro de los circuitos internos de los equipos electrónicos, como fallas de diseño.

La adición de cables de interconexión de señales a un sistema en el que ya se requiere que los gabinetes de los equipos estén conectados a tierra puede crear bucles de tierra. El diseño adecuado de un sistema de este tipo satisfará tanto los requisitos de conexión a tierra de seguridad como la integridad de la señal. Por este motivo, en algunas instalaciones profesionales de gran tamaño, como los estudios de grabación, a veces se suele proporcionar dos conexiones a tierra completamente independientes para los compartimentos de los equipos. Una es la conexión a tierra de seguridad normal que se conecta a la estructura metálica expuesta, y la otra es una conexión a tierra técnica para las pantallas de los cables y similares. ^[2]

Circuito representativo

El diagrama del circuito ilustra un circuito de tierra simple. El circuito 1 (izquierda) y el circuito 2 (derecha) comparten una ruta común a tierra de resistencia . Idealmente, este conductor de tierra no tendría resistencia ( ), lo que no produciría ninguna caída de voltaje a través de él ( ), manteniendo el punto de conexión entre los circuitos a un potencial de tierra constante. En ese caso, la salida del circuito 2 es simplemente . $Estilo de visualización Estilo de script R_{G}}$ $\scriptstyle R_{G}=0$ $\scriptstyle V_{G}=0$ $\scriptstyle V_{\text{out}}=V_{2}$

Sin embargo, si este conductor de tierra tiene cierta resistencia ( ), entonces forma un divisor de tensión con . Como resultado, si fluye una corriente ( ) a través del circuito 1, se produce una caída de tensión a través de , lo que hace que la conexión a tierra compartida ya no esté en el potencial de tierra real. Esta tensión a través del conductor de tierra se aplica al circuito 2 y se suma a su salida: $\scriptstyle R_{G}>0$ $\scriptstyle R_{1}$ $\scriptstyle I_{1}$ $Estilo de visualización Estilo de script R_{G}}$ $Estilo de visualización Estilo de script R_{G}}$ $\scriptstyle V_{G}\;=\;I_{1}R_{G}$ $V_{\text{out}}=V_{2}-V_{G}=V_{2}-{\frac {R_{G}}{R_{G}+R_{1}}}V_{ 1}.\,$

Por lo tanto, los dos circuitos ya no están aislados entre sí y el circuito 1 puede introducir interferencias en la salida del circuito 2. Si el circuito 2 es un sistema de audio y el circuito 1 tiene grandes corrientes de CA circulando por él, la interferencia puede oírse como un zumbido de 50 o 60 Hz en los altavoces. Además, ambos circuitos tienen voltaje en sus partes conectadas a tierra que pueden estar expuestas al contacto, lo que posiblemente presente un riesgo de descarga eléctrica . Esto es así incluso si el circuito 2 está apagado. $Estilo de visualización Estilo de script V_{G}}$

Aunque los bucles de tierra ocurren con mayor frecuencia en los conductores de tierra de equipos eléctricos, pueden ocurrir bucles similares dondequiera que dos o más circuitos compartan una ruta de corriente común, lo que puede causar una caída de voltaje problemática similar a lo largo del conductor si fluye suficiente corriente.

Bucles de tierra comunes

Un tipo común de bucle de tierra se debe a interconexiones defectuosas entre componentes electrónicos, como equipos de laboratorio o de estudio de grabación , o sistemas de audio, video y computadoras de componentes domésticos. Esto crea bucles cerrados involuntarios en el circuito de cableado de tierra, lo que puede permitir que se induzca una corriente alterna de 50/60 Hz y fluya a través de los conductores de tierra de los cables de señal. ^[3]^[4]^[5]^[6] Las caídas de voltaje en el sistema de tierra causadas por estas corrientes se agregan a la ruta de la señal, lo que introduce ruido y zumbido en la salida. Los bucles pueden incluir el sistema de tierra del cableado de servicios públicos del edificio cuando más de un componente está conectado a tierra a través de la tierra de protección (tercer cable) en sus cables de alimentación.

Corrientes de tierra en cables de señal

Los síntomas de un bucle de tierra, ruido de tierra y zumbido en equipos eléctricos son causados por la corriente que fluye en el conductor de tierra o blindaje de un cable. La figura 1 muestra un cable de señal S que une dos componentes electrónicos, incluidos los típicos amplificadores de línea y receptor (triángulos) . ^[5] El cable tiene un conductor de tierra o blindaje que está conectado a la tierra del chasis de cada componente. El amplificador del controlador en el componente 1 (izquierda) aplica la señal V ₁ entre los conductores de señal y tierra del cable. En el extremo de destino (derecha) , los conductores de señal y tierra están conectados a un amplificador diferencial . Esto produce la entrada de señal al componente 2 restando el voltaje de blindaje del voltaje de señal para eliminar el ruido de modo común captado por el cable. $V_{2}=V_{\text{S2}}-V_{\text{G2}}\,$

Si una corriente I de una fuente separada fluye a través del conductor de tierra, la resistencia R del conductor creará una caída de voltaje a lo largo de la tierra del cable de IR , por lo que el extremo de destino del conductor de tierra estará a un potencial diferente al extremo de la fuente. Dado que el amplificador diferencial tiene alta impedancia, fluye poca corriente en el cable de señal, por lo tanto, no hay caída de voltaje a través de él: el voltaje de tierra parece estar en serie con el voltaje de señal V ₁ y se suma a él. $V_{\text{G2}}=V_{\text{G1}}-IR\,$ $V_{\text{S2}}=V_{\text{S1}}\,$ $V_{2}=V_{\text{S1}}-(V_{\text{G1}}-IR)\,$ $V_{2}=V_{1}+IR\,$

Si I es una corriente alterna, esto puede generar ruido agregado a la ruta de la señal en el componente 2.

Fuentes de corriente de tierra

Los diagramas de esta sección muestran un bucle de tierra típico causado por un cable de señal S que conecta dos componentes electrónicos conectados a tierra C1 y C2 . El bucle consta del conductor de tierra del cable de señal, que está conectado a través del chasis metálico de los componentes a los cables de tierra P en sus cables de alimentación, que están enchufados a tomas de tierra de tomacorrientes que están conectadas a través del sistema de cables de tierra de servicios públicos del edificio G.

Estos bucles en la ruta de tierra pueden provocar corrientes en las conexiones a tierra de los cables de señal mediante dos mecanismos principales:

Corriente de bucle de tierra inducida por campos magnéticos de CA parásitos (B, verde)
Las corrientes de bucle de tierra pueden ser inducidas por campos magnéticos de CA dispersos ^[5]^[7] (B, verde) que siempre están presentes alrededor del cableado eléctrico de CA. El bucle de tierra constituye un bucle de cable conductor que puede tener una gran área de varios metros cuadrados. Según la ley de inducción de Faraday , cualquier flujo magnético variable en el tiempo que pasa a través del bucle induce una fuerza electromotriz (FEM) en el bucle, lo que hace que fluya una corriente variable en el tiempo. El bucle actúa como un devanado de transformador de una sola vuelta en cortocircuito ; cualquier flujo magnético de CA de transformadores cercanos, motores eléctricos o simplemente cableado de energía adyacente, inducirá corrientes de CA en el bucle por inducción. En general, cuanto mayor sea el área abarcada por el bucle y mayor sea el flujo magnético a través de él, mayores serán las corrientes inducidas. Dado que su resistencia suele ser muy baja, a menudo menos de 1 ohmio , las corrientes inducidas pueden ser grandes.
Corriente de bucle de tierra causada por corrientes de fuga en el sistema de cable de tierra del edificio desde un aparato A
Otra fuente menos común de corrientes de bucle de tierra, particularmente en equipos de alta potencia, es la fuga de corriente desde el lado caliente de la línea eléctrica hacia el sistema de tierra. ^[3]^[8] Además de la fuga resistiva, la corriente también puede inducirse a través de acoplamiento capacitivo o inductivo de baja impedancia. El potencial de tierra en diferentes tomas de corriente puede diferir en hasta 10 a 20 voltios ^[4] debido a las caídas de voltaje de estas corrientes. El diagrama muestra la corriente de fuga de un aparato como un motor eléctrico A que fluye a través del sistema de tierra del edificio G hasta el cable neutro en el punto de unión a tierra de la red pública en el panel de servicio . El bucle de tierra entre los componentes C1 y C2 crea una segunda ruta paralela para la corriente. ^[8] La corriente se divide, con algo pasando por el componente C1 , el conductor de tierra del cable de señal S , C2 y de regreso a través de la toma de corriente hacia el sistema de tierra G. La caída de voltaje de CA a través del conductor de tierra del cable de esta corriente introduce zumbido o interferencia en el componente C2 . ^[8]

Soluciones

La solución al ruido de bucle de tierra es interrumpir el bucle de tierra o impedir de alguna otra forma que circule la corriente. Existen varios enfoques disponibles.

Agrupe los cables involucrados en el bucle de tierra en un haz o serpiente . ^[3] El bucle de tierra todavía existe, pero los dos lados del bucle están juntos, por lo que los campos magnéticos dispersos inducen corrientes iguales en ambos lados, que se cancelan.
Rotura en el escudo
Crea una interrupción en el conductor de blindaje del cable de señal. ^[5] La interrupción debe estar en el extremo de carga. Esto a menudo se llama levantamiento de tierra . Es la solución más simple; deja que las corrientes de tierra fluyan a través del otro brazo del bucle. Algunos componentes del sistema de sonido tienen interruptores de levantamiento de tierra en las entradas, que desconectan la tierra. Un problema con esta solución es que si se elimina la otra ruta de tierra al componente, dejará el componente sin conexión a tierra y las corrientes de fuga parásitas pueden causar un zumbido muy fuerte en la salida, posiblemente dañando los altavoces.
Resistencia en el blindaje
Coloque una pequeña resistencia de aproximadamente 10 Ω en el conductor de protección del cable, en el extremo de carga. ^[5] Esto es lo suficientemente grande como para reducir las corrientes inducidas por el campo magnético, pero lo suficientemente pequeño como para mantener el componente conectado a tierra si se elimina la otra ruta de tierra. En sistemas de alta frecuencia, esta solución conduce a un desajuste de impedancia y fuga de la señal en la protección, donde puede irradiar para crear RFI o, simétricamente a través del mismo mecanismo, las señales externas o el ruido pueden ser recibidos por la protección y mezclados en la señal deseada.
Transformador de aislamiento
Utilice un transformador de aislamiento de bucle de tierra en el cable. ^[4]^[5] Esta se considera la mejor solución, ya que interrumpe la conexión de CC entre los componentes mientras pasa la señal diferencial en la línea. Incluso si uno o ambos componentes no están conectados a tierra, no se introducirá ruido. Los mejores transformadores de aislamiento tienen blindajes conectados a tierra entre los dos conjuntos de devanados. Un transformador generalmente introduce cierta distorsión en la respuesta de frecuencia . Se debe utilizar un transformador diseñado específicamente para el rango de frecuencia relevante. Los optoaisladores pueden realizar la misma tarea para líneas digitales, pero introducen un retraso de señal.
En los circuitos que producen ruido de alta frecuencia, como los componentes de ordenador, se colocan bobinas de ferrita alrededor de los cables justo antes de la terminación del siguiente aparato (por ejemplo, el ordenador). Estas bobinas presentan una alta impedancia solo a alta frecuencia, por lo que detendrán eficazmente el ruido de radiofrecuencia y digital, pero tendrán poco efecto sobre el ruido de 50/60 Hz.
Refuerce el blindaje del cable de señal que conecta C1 y C2 conectando un conductor de cobre grueso en paralelo al blindaje. Esto reduce la resistencia del blindaje y, por lo tanto, la amplitud de la señal no deseada.
Una técnica que se utiliza en los estudios de grabación es interconectar todos los chasis de metal con conductores pesados como tiras de cobre y luego conectarlos al sistema de cables de tierra del edificio en un punto; esto se conoce como conexión a tierra en estrella o conexión a tierra de un solo punto . Sin embargo, en los sistemas domésticos, varios componentes suelen estar conectados a tierra a través de sus cables de alimentación de 3 hilos, lo que da como resultado conexiones a tierra multipunto.
Alimentar uno o más circuitos mediante baterías puede evitar un bucle de tierra, porque todo el dispositivo puede desconectarse de la red eléctrica.

Una técnica peligrosa que a veces utilizan los aficionados es romper el tercer cable conductor de tierra P en uno de los cables de alimentación del componente, quitando la clavija de tierra del enchufe o utilizando un enchufe tramposo . Esto crea un peligro de descarga eléctrica al dejar uno de los componentes sin conexión a tierra. ^[4]^[5]

Líneas equilibradas

Una solución más completa es utilizar equipos que empleen señalización diferencial . El ruido de tierra solo puede entrar en la ruta de la señal en la señalización de un solo extremo , en la que el conductor de tierra o blindaje sirve como un lado de la ruta de la señal. Cuando la señal se envía como una señal diferencial a lo largo de un par de cables, ninguno de los cuales está conectado a tierra, cualquier ruido del sistema de tierra inducido en las líneas de señal es una señal de modo común , idéntica en ambos cables. Dado que el receptor de línea en el extremo de destino solo responde a señales diferenciales, una diferencia de voltaje entre las dos líneas, el ruido de modo común se cancela. Por lo tanto, estos sistemas son muy inmunes al ruido eléctrico, incluido el ruido de tierra. Los equipos profesionales y científicos a menudo utilizan señalización diferencial con líneas balanceadas .

En sistemas de audio e instrumentación de baja frecuencia

Por ejemplo, si un sistema HiFi doméstico tiene un tocadiscos conectado a tierra y un preamplificador conectado a tierra mediante un cable apantallado fino (o cables, en un sistema estéreo) que utilizan conectores fonocaptores, es probable que la sección transversal del cobre en la pantalla del cable sea menor que la de los conductores de tierra de protección para el tocadiscos y el preamplificador. Por lo tanto, cuando se induce una corriente en el bucle, habrá una caída de tensión a lo largo del retorno a tierra de la señal. Esto se suma directamente a la señal deseada y dará como resultado un zumbido desagradable. Por ejemplo, si se induce una corriente de 1 mA a la frecuencia de alimentación local en el bucle de tierra y la resistencia de la pantalla del cable de señal es de 100 mΩ, la caída de tensión será de 100 μV. Esta es una fracción significativa de la tensión de salida de un cartucho de captador de bobina móvil e impone un zumbido desagradable en la salida del cartucho. ^[a] $I$ ${\estilo de visualización R}$ $V=I\cdot R$

En una situación más compleja, como en los sistemas de refuerzo de sonido , los sistemas de megafonía , los amplificadores de instrumentos musicales , los equipos de estudios de grabación y de radiodifusión , hay muchas fuentes de señal en los equipos alimentados por la red eléctrica que alimentan muchas entradas de otros equipos y la interconexión puede dar lugar a problemas de zumbidos. Intentar solucionar estos problemas quitando el conductor de tierra de protección crea un riesgo de descarga eléctrica . La solución de los problemas de zumbidos se debe realizar en las interconexiones de señales, y esto se hace de dos formas principales, que pueden combinarse.

Aislamiento

El aislamiento es el método más rápido, silencioso e infalible para resolver los problemas de zumbidos. La señal se aísla mediante un pequeño transformador, de modo que el equipo de origen y el de destino conservan cada uno sus propias conexiones a tierra de protección, pero no hay una conexión directa de uno a otro en la ruta de la señal. Al aislar el transformador todas las conexiones no balanceadas, estas se convierten en conexiones balanceadas. En aplicaciones analógicas como el audio, las limitaciones físicas de los transformadores provocan cierta degradación de la señal, al limitar el ancho de banda y añadir algo de distorsión.

Interconexión equilibrada

Las conexiones balanceadas ven el ruido espurio debido a la corriente de bucle de tierra como interferencia de modo común mientras que la señal es diferencial , lo que permite separarlas en el destino mediante circuitos que tienen una alta relación de rechazo de modo común . Este rechazo se puede lograr con transformadores o controladores de salida de semiconductores y receptores de línea.

Con la creciente tendencia hacia el procesamiento y transmisión digital de señales de audio, la gama completa de aislamiento mediante transformadores de pulsos pequeños, optoacopladores o fibra óptica se vuelve más útil. Los protocolos estándar como S/PDIF , AES3 o TOSLINK están disponibles en equipos relativamente económicos y permiten un aislamiento total, por lo que no es necesario que surjan bucles de tierra, especialmente cuando se conectan sistemas de audio y computadoras.

En los sistemas de instrumentación , el uso de entradas diferenciales con alta relación de rechazo en modo común, para minimizar los efectos de las señales de CA inducidas sobre el parámetro a medir, está muy extendido. También es posible introducir filtros de corte estrechos en la frecuencia de potencia y sus armónicos inferiores ; sin embargo, esto no se puede hacer en sistemas de audio debido a los efectos audibles objetables sobre la señal deseada.

En sistemas de vídeo analógico

En el video analógico , el zumbido de la red eléctrica se puede ver como barras de zumbido (bandas de brillo ligeramente diferente) que se desplazan verticalmente por la pantalla. Esto se ve con frecuencia en los proyectores de video donde el dispositivo de visualización tiene su carcasa conectada a tierra a través de un enchufe de 3 clavijas, y los otros componentes tienen una conexión a tierra flotante conectada al cable coaxial de CATV . En esta situación, el cable de video está conectado a tierra en el extremo del proyector al sistema eléctrico del hogar, y en el otro extremo a la tierra del televisor por cable, lo que induce una corriente a través del cable que distorsiona la imagen. El problema se resuelve mejor con un transformador de aislamiento en la alimentación de RF de CATV, una característica incluida en algunos diseños de cajas de CATV.

Los problemas de bucle de tierra con el cable coaxial de televisión pueden afectar a cualquier dispositivo de audio conectado, como un receptor. Incluso si todos los equipos de audio y video de, por ejemplo, un sistema de cine en casa están enchufados a la misma toma de corriente y, por lo tanto, todos comparten la misma conexión a tierra, el cable coaxial que ingresa al televisor puede estar conectado a tierra por la compañía de cable en un punto diferente al de la conexión a tierra eléctrica de la casa, lo que crea un bucle de tierra y causa un zumbido de red no deseado en los parlantes del sistema.

En sistemas digitales y RF

En los sistemas digitales, que normalmente transmiten datos en serie ( RS-232 , RS-485 , USB , FireWire , DVI , HDMI , etc.), el voltaje de la señal suele ser mucho mayor que la frecuencia de alimentación CA inducida en las pantallas del cable de conexión. De los protocolos enumerados, solo RS-232 es de un solo extremo con retorno a tierra, pero es una señal grande, típicamente + y - 12 V, todos los demás son diferenciales.

La señalización diferencial debe utilizar una línea balanceada para garantizar que la señal no se irradie y que el ruido inducido por un bucle de tierra sea una señal de modo común y pueda eliminarse en el receptor diferencial.

Muchos sistemas de comunicación de datos, como Ethernet 10BASE-T , 100BASE-TX y 1000BASE-T , utilizan codificación balanceada de CC, como el código Manchester . Los bucles de tierra que se producirían en la mayoría de las instalaciones se evitan utilizando transformadores de aislamiento de señal.

Otros sistemas interrumpen el bucle de tierra en las frecuencias de datos colocando pequeños núcleos de ferrita alrededor de los cables de conexión cerca de cada extremo o justo dentro del límite del equipo. Estos forman un estrangulador de modo común que inhibe el flujo de corriente desequilibrado, sin afectar la señal diferencial.

Los cables coaxiales que se utilizan en frecuencias de radio pueden enrollarse varias veces a través de un núcleo de ferrita para agregar una cantidad útil de inductancia de modo común. Esto limita el flujo de corriente de modo común de alta frecuencia no deseada a lo largo del blindaje del cable.

Cuando no es necesario transmitir energía, sino solo datos digitales, el uso de fibra óptica puede eliminar muchos problemas de bucle de tierra y, a veces, también problemas de seguridad. Los aisladores ópticos u optoacopladores se utilizan con frecuencia para proporcionar aislamiento de bucle de tierra y, a menudo, aislamiento de seguridad, y pueden ayudar a prevenir la propagación de fallas.

Bucles de tierra internos en los equipos

Generalmente, las partes analógicas y digitales del circuito se encuentran en áreas separadas de la PCB, con sus propios planos de tierra para obtener la conexión a tierra de baja inductancia necesaria y evitar el rebote de tierra . Estos se unen en un punto de estrella cuidadosamente elegido. Cuando se utilizan convertidores analógicos a digitales (ADC), el punto de estrella puede tener que estar en o muy cerca de los terminales de tierra de los ADC. Los circuitos de bucle de enganche de fase son particularmente vulnerables porque el circuito de filtro de bucle VCO está trabajando con señales de sub-microvoltios cuando el bucle está enganche, y cualquier perturbación causará fluctuación de frecuencia y posible pérdida de enganche.

En el diseño de circuitos

La conexión a tierra y la posibilidad de bucles de tierra también son consideraciones importantes en el diseño de circuitos. En muchos circuitos, pueden existir grandes corrientes a través del plano de tierra, lo que genera diferencias de voltaje de la referencia de tierra en diferentes partes del circuito, lo que puede generar zumbidos y otros problemas. Existen técnicas para evitar los bucles de tierra y, de lo contrario, garantizar una buena conexión a tierra:

El blindaje externo y los blindajes de todos los conectores deben estar conectados entre sí.
- Si la fuente de alimentación en el diseño no está aislada, esta conexión a tierra del chasis externo debe conectarse al plano de tierra de la PCB en un solo punto; esta conexión de un solo punto evita grandes corrientes a través del plano de tierra de la PCB.
- Si el diseño utiliza una fuente de alimentación aislada, esta conexión a tierra externa debe conectarse al plano de tierra de la PCB a través de un capacitor de alto voltaje, como 2200 pF a 2 kV.
- Si los conectores están montados en la placa de circuito impreso, el perímetro exterior de la placa de circuito impreso debe contener una tira de cobre que se conecte a los blindajes de los conectores. Debe haber una separación de cobre entre esta tira y el plano de tierra principal del circuito. Ambos deben estar conectados en un solo punto. De esta manera, si hay una gran corriente entre los blindajes de los conectores, no pasará a través del plano de tierra del circuito.
Para la distribución terrestre se debe utilizar una topología en estrella, evitando bucles.
Los dispositivos de alta potencia deben colocarse más cerca de la fuente de alimentación, mientras que los dispositivos de baja potencia pueden colocarse más lejos de ella.
Las señales, siempre que sea posible, deben ser diferenciales .
Las fuentes de alimentación aisladas requieren una consideración cuidadosa de la capacitancia del plano de alimentación de PCB interno, de componentes o parásita que puede permitir que la CA presente en la alimentación de entrada o en los conectores pase al plano de tierra o a cualquier otra señal interna. La CA puede encontrar un camino de regreso a su fuente a través de una señal de E/S.

Véase también

Notas

^ En la práctica, este caso no suele ocurrir porque el cartucho de captación, una fuente de voltaje inductivo, no necesita tener conexión con la estructura metálica del plato giratorio, y por lo tanto la conexión a tierra de la señal está aislada del chasis o de la conexión a tierra de protección en ese extremo del enlace. Por lo tanto, no hay bucle de corriente ni problemas de zumbido debidos directamente a las disposiciones de conexión a tierra.

Referencias

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^ abc Este tipo a menudo se denomina "acoplamiento de impedancia común", Ballou 2008 Handbook for Sound Engineers, 4.ª edición, pág. 1198-1200

Enlaces externos

Whitlock, Bill. "Signal Purity". Contratista de sonido y vídeo. Archivado desde el original el 17 de septiembre de 2004.

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