Аудиофильский компьютер без земляных петель

       

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?

В идеале в доме должна быть изначально качественная сеть, с настоящим заземлением, а при подключении техники использоваться качественные провода и удлинители, в которых сопротивление заземляющего провода и контактов под него - близким к нулю. Наиболее слабым звеном выступают именно контакты, подверженные окислению и малой площади контактной поверхности.

 2.png

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. 

 3.png

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. 
 
4.png

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.

Среди простых действий, если разработчики вывели землю на третий заземляющий провод в гнездо для силового шнура, то для начала будет не лишним заменить «хлипкие силовые провода» на провода с толстым заземляющим проводом. Теоретически вычислить такие провода можно по максимальному значению тока в Амперах или по общей толщине провода, как правило тут редко делают толстую изоляцию для демонстрации дутой надежности . Для тех, у кого руки растут из правильного места,  могут купить вилки и разъемы и сделать кабели самостоятельно с толстым заземляющим проводом. При выборе разъемов не стоит слепо покупать самые дешевые вилки и гнезда, иначе положительный эффект будет только первое время, а после контакты окислятся и провод по своим свойствам будет хуже «дешевого китайского».  

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

IMG_5459 копия.jpg
 
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.
 
IMG_5452 копия.jpg

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

IMG_3149.jpg

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?

1.png

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

2 (2).png

Первоначально попробуйте такую схему – два-три заземляющих провода на материнскую плату и один на планке крепежа внутренних карт.
 
IMG_3146.jpg

При использовании одножильного провода нет проблем с его выпрямлением и заданием необходимой формы.
 
IMG_3148.jpg

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

IMG_3147.jpg
 
Там, где провод проходит по планке крепежа плат, провод можно зачистить.

IMG_3153.jpg

После прокладывайте провода от жестких дисков и прочих устройств.
 
IMG_3151 копия.jpg

В конечном итоге все провода должны выйти к единой точке.

IMG_3150.jpg
 
В единую точку лучше вывести большой длинный болт с шайбами.

IMG_3154 копия.jpg
 
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.


Автор: (PAExpert) Эксперт Personalaudio.ru
12.02.2013


Нашли опечатку в тексте? Выделите и нажмите Ctrl+Enter. Это не требует регистрации. Спасибо.

Поделитесь в социальных сетях




Еще интересное для чтения

Комментарии и отзывы (6)


Мне нравится0
Astroman
А что за колоночки в аудиосистеме используются? )
Мне нравится0
meizum3
Цитата
Astroman пишет:
А что за колоночки в аудиосистеме используются? )
Самодельные скорей всего)
Мне нравится0
hedf6ki8
А если намертво пропаять все стыки рамы корпуса ПК то результат какой может быть.
Мне нравится0
romanrex
Результат будет какой угодно непредсказуемый.
Мне нравится0
gerazavrik
Заменил заклепки корпуса на гайки с болтами 3мм диаметр. Звуковуха Asus Xonar Essense ST шумовая полка упала до 150 дб. До этого были помехи в диапазоне 2-7 кГц. Не обязательно провод заземляющий вести.
Мне нравится0
Китик_Рома
Почему бы не использовать звуковую карту с функцией "ground lifting" ?

Возврат к списку >>>





Система Orphus

Яндекс.Метрика