WTF sono i loop di massa?

Aug 15, 2023

Queste creature magiche spuntano dal nulla e friggono i tuoi dispositivi elettronici o infastidiscono le tue orecchie. Capirli ti farà senza dubbio risparmiare denaro e fatica. Il loop di terra in poche parole è ciò che accade quando due dispositivi separati (A e B) vengono collegati a terra separatamente, e poi anche collegati tra loro tramite una sorta di cavo di comunicazione con una terra, creando un loop. Ciò fornisce due percorsi separati verso terra (B può passare attraverso la propria connessione a terra oppure può passare attraverso la terra del cavo verso A e poi verso la terra di A) e significa che la corrente può iniziare a fluire in modi imprevisti. Ciò è particolarmente evidente nelle configurazioni AV analogiche, dove il risultato è un ronzio audio o barre visibili nell'immagine, ma talvolta è anche la causa di guasti inspiegabili alle apparecchiature.

Un esempio è la TV via cavo. Questo è un segnale analogico che entra in casa tua ed è messo a terra in un posto, solitamente fuori casa. Il cavo si snoda verso il tuo centro di intrattenimento, dove si collega al ricevitore, che è collegato a terra in un luogo diverso. Ciò crea un circuito e, attraverso l'induzione elettromagnetica accoppiata a tutti i tipi di segnali CA circostanti, una corrente vagante che poi si disperde attraverso vari circuiti. Un altro modo di pensarlo è come la metà di un trasformatore; è un circuito singolo e una buona parte di quel circuito è proprio accanto al cavo sotto tensione dell'elettricità dell'edificio con una corrente in costante cambiamento. Non è raro che si verifichi un ronzio di 50 o 60 hertz nelle apparecchiature audio grazie agli effetti dei loop di massa.

Ora che sei un esperto, risolvere il problema (o evitarlo del tutto) è piuttosto semplice. Il modo più sicuro è tagliare il circuito, il che significa rimuovere il cavo o sostituirlo con qualcosa che non sia un filo. Potresti passare a una comunicazione wireless, come Bluetooth o WiFi. Alcuni protocolli cablati utilizzano segnali differenziali anziché segnali single-ended, pertanto non è necessario un terreno comune di riferimento. Sposta le spine in modo che siano collegate alla stessa presa, riducendo il più possibile il circuito. Un'altra opzione è quella di utilizzare un isolatore, che puoi acquistare per il cavo che preferisci o progettare nel tuo progetto con un optoisolatore o un trasformatore di isolamento. Non utilizzare una spina imbroglione o rimuovere il pin di terra, poiché ciò elimina solo una funzione di sicurezza e potrebbe creare una situazione pericolosa con uno chassis sotto tensione.

Quando si tratta del tuo oscilloscopio, è probabile che ad un certo punto vorrai sondare qualcosa che è alimentato dalla rete elettrica, e quindi otterrai un tipo di circuito di terra completamente diverso. Se la tua cosa è alimentata a batteria, qui non c'è pericolo; impazzire perché non c'è modo di creare un loop di massa. Se è collegato al muro ma tramite un alimentatore isolato (qualcosa con solo due poli e un trasformatore di isolamento), sei comunque a posto, perché non esiste ancora un percorso per un circuito di terra, ma potresti vedere del rumore dovuto all'alimentazione sporca .

Ma se è collegato alla rete elettrica e dispone di un pin di terra (anche indirettamente, come un dispositivo alimentato tramite USB tramite l'alimentatore di un computer), esiste il potenziale per creare un circuito di terra, perché stai collegando l'oscilloscopio con messa a terra a un altro dispositivo con messa a terra tramite la sonda. La clip di terra sulla sonda è collegata direttamente al pin di terra e le masse di tutte le sonde sono collegate tra loro e i pin di terra sono collegati alla terra del dispositivo. Se ciò non fosse chiaro, è meglio riassumerlo così: "tutti i terreni sono già collegati tra loro e fanno riferimento allo stesso filo: il pin di terra". Quando colleghi la clip di terra al dispositivo sotto test, crei un circuito di terra, che aggiungerà rumore alla misurazione e potrebbe danneggiare l'oscilloscopio.

Se sbagli e attacchi la clip di terra a qualcosa che non è effettivamente terra, allora avrai tutti i tipi di problemi poiché il dispositivo è ora in cortocircuito a terra attraverso la sonda, che si autodistruggerà rapidamente. Testare i dispositivi dotati di pin di terra richiede un'attenzione particolare per evitare di collegare oggetti a potenziali diversi. È possibile interrompere il circuito di terra semplicemente non collegando la clip di terra, sebbene ciò abbia altre conseguenze. In questo caso, la procedura migliore consiste nell'utilizzare sonde differenziali o collegare il dispositivo in prova a un trasformatore di isolamento. Non rimuovere la messa a terra dal telescopio, però, perché lo toccherai spesso ed è meglio non prendere la scossa.