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看板Test作者時間2月前 (2024/03/08 16:58), 編輯推噓0(000)
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此篇文章沒有任何商業合作 只從興趣角度出發,敬請放心 這次來聊聊「接地」 https://i.imgur.com/uxcMiQr.jpeg
但這題範圍之大... 並不小於之前聊過的墊材篇 避免單篇過於龐大 想想還是拆兩篇好了 >>> 上篇 - 淺談接地 >>> 下篇 - 聊聊近期用過的一些地盒 其它的 後續有想到再補充 ----------------------------------------- 寫在前面 1. 接地這題已經討論 N 年了,並不是什麼新奇新知 此篇充其量只是拾人牙慧 單純希望 多少提供些參考、或帶動更多討論~ 2. 這邊與大家視角相同、都是一邊摸索一邊嘗試驗證的...折騰過程 3. 此篇「不是」學術論文,會儘可能用淺顯易懂方式說明 4. 每個人認知不同,如有些內容對你來說太基礎簡單、也可跳著看OK 5. 難免有不周全或錯誤之處,請多多包涵、也歡迎大家補充修正~ ----------------------------------------- ------> 淺談接地 這次換個方式 以不少人熟知的廠商 Kojo 所提供的兩份公開文件為主: 仮想アースについて 關於虛擬接地 http://kojo-seiko.co.jp/img/news/240104.pdf https://i.imgur.com/c5OvRwd.jpeg
アースループの回避!! 地迴路的迴避方案 http://kojo-seiko.co.jp/pdf/240124.pdf https://i.imgur.com/yjlGrwM.jpeg
只挑選部分內容、簡要導讀 後面會補充 我這邊的看法,以及一些延伸說明 也歡迎大家一起來討論 上面有提供連結 有興趣版友可自行參閱完整版 ----------------------------------------- (此篇圖多注意) 第一份文件 https://i.imgur.com/c5OvRwd.jpeg
仮想アースについて 關於虛擬接地 前面提到接地主要目的: -> 安全接地 採用安全接地,防止漏電、觸電 -> 電氣接地 提供固定的零電位,以免電位飄移不定發生危險 然後提到 音響設備(オーディオ装置)的接地 https://i.imgur.com/lklwIrS.jpeg
如大家所熟知 電路電流迴路是從「正極」流出 經由某些電路元件運作之後、再流回「負極」 而這個回流電流 也就是 圖中所提到的「リターン電流」(Return電流) 它的參考點就稱之為「迴路GND」 這個「迴路GND」 不僅用來導流回流電流,同時也可當作是電路電位的基準點。 基於歐姆定律 V = IR 電壓=電阻袡q流 可得知 如果這個「迴路GND」很小,就會有較大的電阻產生 當大量回流電流流動時就會產生電壓 換言之 如果這個電位基準點不穩定的話 就會影響到電路運作的穩定性 因此通常 我們會希望這個「電位基準點」是穩定的 ------------------------- 基於上述原因 一般來說產品設計時 通常會使用器材內部的某個金屬部件 (例如將機內地線,鎖在器材的機殼) 來當作是一個穩定的「電位基準點」 也就是 如下圖提到的「FGND(Floating ground)」 https://i.imgur.com/32K8MDU.jpeg
顧名思義,這個「FGND」 就是沒有與外界連接的接地方式(浮接方式) ------------------------- 早期很多舊型器材設計時 由於這個內部的浮接方式「FGND」 以及接地觀念的不盛行 (你也可以說是為了避免外界雜訊導入) 而省略了對外的地線連接 因此可看到一些舊款產品 甚至只有水火線直出,而沒有地線 或是電源線只有做兩極的 (如下圖) https://i.imgur.com/jL2BVbR.jpeg
由於近年來接地觀念的重視 如大家目前看到 大多數器材/線材 都已改成 包含地線設計(三孔)的電源公母座 對外地線連接完備之後 接下來課題 就是接地迴路的處理方式 例如透過 連接到大地的「真實接地」 再透過接地迴路的彼此導通 讓家中音響設備,都能夠有連通的接地效果 由於地球本身 是體量遠遠大於前述那個「FGND」 且更好的參考點 因此透過大地(打地棒)的「真實接地」 一般來說 會是最好的接地方案 (如下圖) https://i.imgur.com/TuzbDTE.jpeg
不過我們常說 「理想是豐滿的 現實是骨感的」 實際情況未必盡如人意 例如 不同地區、地理條件與氣候條件 導致濕度、與土質狀況差異 多少會對「大地接地」帶來一些影響 https://i.imgur.com/wlri7Mq.jpeg
這頁有加註說 大地接地還是最理想的做法 這邊只是提出一些可能的條件影響 又或者是 一些公寓大樓住戶 可能相對較不容易去做完整的大地接地 (居住環境的限制) 又或者是 某些使用情境無法大地接地 如下圖舉例飛機、汽車、行動裝置... https://i.imgur.com/jTWmhvM.jpeg
https://i.imgur.com/48vdc1N.jpeg
因應這些林林總總 可能發生的限制條件 出現了 「虛擬接地(仮想アース)」的做法 換句話說 沒辦法進行大地接地的話 就透過地盒 來當作個別器材的GND「電位基準點」 https://i.imgur.com/2o5jSxH.jpeg
接下來 Kojo提到 他們認為地盒設計需留意的點 -> 容量儘可能大些 -> 良好導電性 除了地盒內部材質選用與技術之外 我的解讀是「地線」也很關鍵 除了導電性之外 地線也會很大程度影響調音走向 -> 不易受到周遭環境影響或干擾 我的解讀是「屏蔽/避震」也很關鍵 因為身肩「電路參考點重任」的地盒 如果易受干擾的話 不只難以發揮實力,甚至還很容易變成扣分項 https://i.imgur.com/ED4irf6.jpeg
第一份文件 到此結束 ----------------------------------------- 接著來聊虛擬接地的部分 第二份文件 https://i.imgur.com/yjlGrwM.jpeg
アースループの回避!! 地迴路的迴避方案 如前述 大多數器材使用的「FGND(Floating ground)」 是將器材內部某個金屬部件 來當作一個穩定的「電位基準點」 (例如將機內地線,鎖在器材的機殼) 除了FGND 還有其他類型的GND 例如「SGND(Signal ground)」 也就是大家熟知的「訊號地」 訊號地又包含了類比/數位訊號: 類比地「AGND(Analog ground)」 數位地「DGND(Digital ground)」 ------------------------- 接下來 要來確認目前手邊器材 「地線迴路」的「連通狀況」 這個確認蠻重要的 先確認現況 後續再來評估,接地方案的處理方向 ------------------------- 可能會有 幾種不同的情況 例如 AC地線 與器材內的全部GND導通 https://i.imgur.com/sbQOW9j.jpeg
或是 器材內的全部GND導通 但與AC地線不導通 https://i.imgur.com/xOYEeye.jpeg
或是 器材內部的AGND(類比地)與AC地線導通 但AGND(類比地) 與DGND(數位地)之間不導通 ------------------------- 要怎麼確認手邊器材現況呢? 可透過以下方案嘗試: 方案一 透過三用電表去量測 器材AC母座的地線端 與FGND是否有導通 只是要確認器材內部線路是否有導通 因此,請在斷電情況下量測 https://i.imgur.com/AmIDV1p.jpeg
這個FGND 通常會是一個螺絲鎖在機身某處 可透過機內圖去判斷 也有些是鎖在機底,例如: https://i.imgur.com/JEKYrfA.jpeg
------------------------- 方案二 如果機內圖無法判斷 有個可能性是鎖在機殼上蓋 (所以內部圖看不出來) 這時候可量測 器材AC母座地線端 與機殼後方,或是側邊的螺絲 是否有導通 只是要確認器材內部線路是否有導通 因此,請在斷電情況下量測 https://i.imgur.com/Vtj8S4n.jpeg
----------------------------------------- 方案三 再來是確認 器材AGND與DGND 是否有導通 可量測 器材後背板的類比輸出入端子「負極」 與數位輸出入端子的「負極」 是否有導通 外圈負極,中央正極 針對兩者外圈去量測即可 只是要確認器材內部線路是否有導通 因此,請在斷電情況下量測 https://i.imgur.com/0XETsUG.jpeg
----------------------------------------- 確認完 手邊器材的「接地迴路」現況之後 先大概說明一下 為何會造成「地迴路」 如下圖示 從AC入線處到內部FGND 都是連通的狀況 就構成所謂的「地迴路」 https://i.imgur.com/WacS46x.jpeg
這時候要關注的是 家中音響器材之間 已經構成一個大型「地迴路」 https://i.imgur.com/uTNZ71X.jpeg
構成這個大型「地迴路」的風險之一 有可能會引入更多的EMI雜訊干擾 例如下圖示的天線效應 當迴路受到磁場變化時,會產生電流(接收雜訊) 當迴路通電時,會產生磁場(發送雜訊) https://i.imgur.com/gPOpSXb.jpeg
為什麼要避免形成地迴路 是因為如前述 受到磁場影響的地環迴路會產生電流 並且通過迴路內的電阻成分(阻抗:Z)將其轉換為電壓(噪音) 造成額外干擾的引入與產生 https://i.imgur.com/FLulCKS.jpeg
----------------------------------------- 接下來聊聊 幫助我們 迴避這個地迴路的一些參考方案 例如 透過無地線(2P)的電源線(アース極なし) 來避免電源地線迴路串在一起 https://i.imgur.com/91qaExR.jpeg
或是 透過例如轉接座 或是宣稱有GND隔離效果的小道具 來避免不同器材的AC地線構成迴路 https://i.imgur.com/lAfwqbj.jpeg
概念在於 避免地迴路產生 可能會導致音質的提升和改善 https://i.imgur.com/L1bd9g0.jpeg
第二份文件 到此結束 ----------------------------------------- 接下來 是這邊的一些個人看法 僅供參考,也歡迎提出不同論點來討論 先有個基礎認知在於 關鍵不在於KOJO說了什麼、或是我說了什麼 關鍵在於 如何在接地環節,找出對大家有幫助的方案 ----------------------------------------- --------> 避免地迴路的方案? 應該不少人 對上面最後那個方案有點問號 (使用2P/3P電源轉接頭?) 回歸避免地迴路的方案 可參考幾種推薦做法: 作法一 大地接地 如文章內所述 如果能真實接地、大地接地 還是最優的選項 然後在有大地接地的條件下 還可以進一步測試 類比地(AGND)與數位地(DGND)是否需要隔開處理 例如大地接地與AGND導通 然後DGND另外透過其他地盒處理 (數位類比分開的概念) 但這邊尚未實測過 也有可能,全部都大地接地,還是比較好 (歡迎有實測過的版友分享經驗) 如果沒辦法使用大地接地 作法二 使用主動式接地方案 各器材電位是隨時變動的 主動式接地方案,可針對現況做即時動態的調整 並且讓 各器材之間有個統一參考點 但要留意 主動式接地方案本身 以及所需連接的電源線 都會很大程度影響調音走向 (實際上接地就是電源的一環,非常關鍵) 作法三 使用一般地盒 但針對不同區段,個別獨立接地 這邊目前是使用此作法 (每台器材都使用自己的地盒) 但這做法有幾個注意事項: 1. 花費較多,不划算 針對訊源與自身系統較重要的大件來處理,比較划算 2. 調音問題 每個地盒/地線的引入 都會對系統聲音造成影響與變化 八國聯軍(不同地盒大雜燴)是有可能反效果(衰聲)的 如果真要這樣搞,可以參考 訊源 -> 某地盒(重點) 中間複數環節 -> 同款地盒,或聲底相近的地盒 類比段 -> 某地盒(重點) 這邊感到最麻煩的是 個別獨立接不同地盒的過程 非常折騰 就是要不斷的去試調音 最後就是 上述這個是針對訊號地的處理 如果要這麼複雜的話 建議電源地也要做搭配 -> 各器材用不同地盒(處理訊號地) -> 同時各器材電源也做隔離(處理電源地) 不然有可能事半功倍 ----------------------------------------- 到底需不需要玩地盒? 什麼時候玩比較好? 如本篇文章前段所述 各器材 通常已經有自己內部的FGND參考點 (例如常見的鎖在機殼上) 換句話說 各器材原本都已有自己的接地 另一方面 地盒/地線 其實很大程度會影響整個系統的調音走向 因此我比較建議 前期 -> 可以先不玩地盒(器材本身都已有FGND浮接了) -> 或是先玩便宜的地盒(相對熱門或低單價好脫手的為主) -> 居住環境許可的話,「大地接地」才是王道 中期 -> 針對訊源與大件部位,視情況選用地盒 -> 但要特別留意地盒與地線,所帶來的調音影響 -> 地盒優先位置通常會是「訊源」,尤其如果是PC訊源用戶 後期,或是預算一開始就很充足的話 -> 預算不多的話,針對重點位置使用地盒 -> 預算充足的話,可考慮主動式接地方案 -> 或是不同位置,個別使用地盒 ----------------------------------------- Kojo 最後提到的2P3P轉接頭方案? 這邊雖然 不是很推薦這方案 但我認為 2P3P轉接頭、或是2P電源線 會有兩個額外用途 ----------------------------------------- 用途一 可當做是 當你系統裡遇到哼聲之類狀況 然後用來 Debug 的方案之一 至少排除看看不同環節的因子 例如 當某一段,或某處 透過轉接頭把地線切斷之後 干擾就變少,之類的做法 ----------------------------------------- 用途二 反向用途 也就是說 如果同樓層電力迴路裡面 有其它「非關音響耳機」的其他電器產品 且租屋處不方便牽專線 又怕會受影響的話 可以反向來使用 例如 將「非關音響耳機」的其他電器產品 集中到某個排插(或是某台退役不用的隔變) (有些舊款隔變 覺得聲音跟不上了,移過來這邊使用也很方便) 然後透過 2P3P轉接頭、或是2P電源線 來連接這個排插(或隔變) 這樣可以直接切斷 「非關音響耳機」其他電器產品 的地端 避免這些電器產品的額外雜訊 透過地迴路 影響到其它音響耳機器材 (讓其他電器產品的地迴路出不來,的概念) ----------------------------------------- Kojo提到的簡單量測手法 這邊其實是蠻推薦 用來釐清手邊器材現況的做法 大方向也是正確的 在沒有大地接地 或是 沒有強大的主動式接地盒 的情況下 針對地迴路去處理 有可能意想不到的效果 例如之前發文聊過 透過電池電供來切斷PC USB的地迴路 效果相當不錯 其它環節 大家也可嘗試看看 但要注意用電安全 前述量測都是在不過電的條件下進行 (只是要確認,內部地迴路是否有導通而已) 如果不會用電錶量測是否導通的 可參考網路教學文章 例如 https://crazymaker.com.tw/how-to-use-multimeter/ ----------------------------------------- -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.71.43.44 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Test/M.1709888339.A.825.html
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