---

此篇文章沒有任何商業合作
只從興趣角度出發，敬請放心



來聊聊「接地篇」

https://i.imgur.com/uxcMiQr.jpeg

但這題範圍之大...
不小於之前聊過的「墊材篇」

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寫在前面

1. 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 (汗

2. 此篇「不是」學術論文，會儘可能用淺顯易懂方式說明

3. 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

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補個目錄

先簡單導讀Kojo文件
-> 仮想アースについて(關於虛擬接地)
-> アースループの回避！！(地迴路的迴避方案)

然後提供一些個人看法
-> 避免地迴路的方案?
-> 到底需不需要玩地盒?
-> 什麼時候玩比較好?
-> Kojo最後提到的2P3P轉接頭方案?
-> Kojo提到的簡單量測手法

閒聊

---------------------------------


------> 淺談接地處理


這次換個方式

以不少人熟知的日本地盒廠商
Kojo Technology

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
https://i.imgur.com/c5OvRwd.jpeg

文件下載連結
http://kojo-seiko.co.jp/img/news/240104.pdf

アースループの回避！！
地迴路的迴避方案
https://i.imgur.com/yjlGrwM.jpeg

文件下載連結
http://kojo-seiko.co.jp/pdf/240124.pdf


這邊會挑部分內容、簡要導讀

後面再補充我的個人看法
以及一些延伸說明

也歡迎大家一起來討論


---------------------------------

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，防止感電、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

接著提到
音響設備(オーディオ装置)的接地

如大家所熟知
電路電流迴路是從正極流出
經由電路元件運作之後再流回負極

這個回流電流
也就是
下圖所提到的「リターン電流」(Return電流)
https://i.imgur.com/lklwIrS.jpeg

其參考點就稱之為「迴路GND」

這個「迴路GND」
不僅用來導流回流電流，同時也是電路系統的參考電位
https://i.imgur.com/HhHgs4Y.jpg

基於歐姆定律 V = IR
電壓＝電流x電阻

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
我們會希望
這個「GND電位基準點」儘可能維持固定不變
以避免影響電路運作的穩定性


-------------------------

基於上述原因

產品設計時

通常會使用器材內部某個金屬部件

來當作是一個穩定的「電位基準點」

例如將機內地線，鎖在器材的機殼
https://i.imgur.com/NAomWzs.jpg

也就是

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)

-------------------------

早期器材設計時

由於這個內部浮接方式「FGND」
以及接地觀念的不盛行
(也可以說是為了避免外界雜訊導入)

而省略了對外地線連接

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
https://i.imgur.com/Hu6JC0G.jpg
或是電源線只做兩極
https://i.imgur.com/S4mqcos.jpg
https://i.imgur.com/jL2BVbR.jpeg

兩極電源線的情況
是由中性線(也就是N極)來當作0V電位
也就是正常電流的回流路徑

但由於缺少地線
如果漏電發生時，就沒有漏電流回流的路徑

換句話說
如果漏電時剛好有人誤觸
沒有地線，漏電流與人體產生電位差
漏電流就會經由誤觸者身體流向大地
也就是觸電的意思(相當危險

到後來接地觀念的重視
以及安全性考量

如大家所見
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
(某些日系器材線材，仍可看到2p電源線)

-------------------------

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
是體量遠大於前述「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
https://i.imgur.com/TuzbDTE.jpeg

附帶一提
常見的三種接地圖標顯示
https://i.imgur.com/5E6gDns.jpg
大地接地 Earth Ground
訊號接地 Signal Ground
機殼接地 Chassis Ground


不過實際情況，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
地電阻率、接地電極深度...etc.
多少會對「大地接地」帶來一點影響
https://i.imgur.com/wlri7Mq.jpeg

又或者是
一些公寓大樓住戶

可能相對不容易去做完整的大地接地
(居住環境的限制)
(接窗框也要實測看看才能確定是否有連接到)

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(儘可能增加效果)

-> 良好導電性

除了地盒內部材質選用與技術之外
這邊認為「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

這邊認為「屏蔽/避震」也很關鍵
因為肩負「電路參考點」重任的地盒
如果易受干擾的話
(屏蔽太差、或是震動處理太差)

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


---------------------------------


接著來聊地迴路的部分


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，接地方案處理方向

-------------------------

可能會有幾種不同情況

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
https://i.imgur.com/iUQSFMR.jpeg


-------------------------


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


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/


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
https://i.imgur.com/Z9ZMkQ7.jpg


-------------------------


方案二

如果從機內圖
無法判斷 FGND 位置在哪

也有可能是鎖在機殼上蓋
(有些內部圖看不出來)

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(負極)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


---------------------------------


接著是「地迴路」的形成

如下圖示

從AC入線處到內部FGND

地線都是連通的狀況

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

是否已經構成一個大型「地迴路」
https://i.imgur.com/uTNZ71X.jpeg


---------------------------------


為什麼要避免形成地迴路?


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

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）

因而產生額外干擾
這也是常見哼聲問題的起因之一
https://i.imgur.com/FLulCKS.jpeg

或是參照以下
--------------------------------
https://en.wikipedia.org/wiki/Ground_loop_(electricity)



---------------------------------


接下來聊聊
斷開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
(這邊Kojo有順便工商一下
他們即將推出的小道具 Crystal Gap
推測功能類似於ifi那顆gnd defender)

概念在於
避免地迴路產生額外雜訊
可帶來音質的提升與改善效益
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，大家評估討論看看
哪些方案是有幫助的


---------------------------------


--------> 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?)


推薦方案
我認為可參考幾種做法：


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

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，不一定划算
針對訊源與自身系統較重要的大件來處理
通常會比較划算


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

要留意
個別獨立接不同地盒
過程較折騰些
有可能要不斷嘗試，調音搭不搭

如果真要這樣搞，可參考

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）

例如訊源接 EG
其它器材接 E
之類的


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

附帶一提
之前Louis大大有實測過
兩款不同地盒並聯同器材的作法
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1707659965.A.98B.html
總容量加大之外
兩款地盒buff的地方剛好互補
也是一個加分點
(搭不搭配要實測過)


總結來說

在「預算範圍內」
適度做一定程度電源處理
並且挑選地盒搭配

(例如
把訊源獨立出來
搭配獨立電源與專用地盒)

才是比較推薦的方向

還有PC訊源用戶

要特別留意

PC段的接地&電源隔離

這兩樣對PC訊源都會很有感
推薦優先處理



---------------------------------


------> 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
各器材原本都已經有自己的接地

初期就算沒接獨立地盒
也不至於到難以入耳的程度
(已有一定程度電源處理的前提)

或甚至
就算加了地盒
也有可能聽不太出差異、或甚至無感

有一說一
在系統搭建過程中

單顆地盒的導入
對我來說，並不見得是很有感的

反而到了系統後期
且搭配電源處理之後，才開始感受到效果

因為一般地盒通常處理「訊號地」的環節
(用各種端子，與器材端子做連接)

但電源AC那邊沒處理好
電源地比較差
且同樣是導入回到地迴路的情況下

只處理訊號地的地盒
就不一定會有感
(訊號地與電源地，是會互相影響的大迴路)


舉例來說

如果透過前面量測方式
確認機內迴路GND
與AC地線之間是導通的
(處在同個地迴路)

這時候
即使特地買了地盒
去連接器材的RCA端子

但電源段卻沒有做處理的話

在同個地迴路之內，彼此仍會互相影響
降低有感程度

(導致雖然接了地盒，卻似乎有點無感...)


--------------------------------


另一方面
地盒/地線也很大程度
會影響整個系統的調音走向


因此這邊建議：


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
-> 如果PC訊源用戶，可以先嘗試接地

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訊源用戶應該很能認同這點


後期
-> 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
-> 想多嘗試不同配置調音，也可以不同位置，個別使用地盒
-> 注意地盒地線的搭配與調音走向，是不是目前想要的


---------------------------------


------> 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

來找出問題點

---------------------------------

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)

例如這邊
是用2P電源線
來連接其它電器的迴路
https://i.imgur.com/5gJQ5dV.jpg

或是手邊剛好有
閒置不用的iFi GND Defender
(或類似產品，且閒置的)
也可以這樣使用

可直接切斷
「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
回流影響到其它音響耳機器材

(切斷來自其他電器產品地迴路干擾)


---------------------------------


------> Kojo提到的簡單量測手法?


這邊其實是蠻推薦
Kojo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
可能會有意想不到的效果

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)


---------------------------------


------> 以下閒聊


這篇砍了很多內容(避免篇幅過長)
避免過於生澀
也砍了一些電路圖之類的理論描述

但也因此
有很多東西是沒有提到的
(接地這題真的很大)



下篇預計會提到一些地盒心得

不過地盒心得我更推薦
前陣子Louis大大分享的心得:
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1706460095.A.791.html

那幾篇寫得很精采
推薦大家先去看看

也歡迎版友推文分享
不同的接地經驗


下回預告...
應該先Ruby Crown
然後才是接地篇下篇...（吧）


以上，感謝收看

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.71.43.44 (臺灣)
※ 作者: luke417 2024-03-08 18:13:42
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