Panneau de modération ]

[Théorie] Masse, terre, boucle de masse et cablage

Questions sur l'utilisation des composants, la théorie du signal, l'interprétation des schémas, l'usage des outils et des logiciels...

[Théorie] Masse, terre, boucle de masse et cablage

Messagepar totovai le 31 Mai 2009 14:41

Bonjour tout le monde :)

Comme vous le savez je suis en train de monter un préampli en rack le SIYH

Et là, le souci est apparu : ... la qualité du câblage

Les boucles de masse, les câbles blindés, etc ...

Après quelques recherches, je me suis rendu compte que ce sujet est bien plus ardu qu'il n'y parait :shock:
Et surtout que la théorie dans ce domaine se remplaçait beaucoup par une chose étrange nommée l'expérience.

Ici, on parlera du choix du conducteur, des ondes électromagnétiques, de la disposition des plans de masse sur un pcb, du signal symétrique ... et toute autre astuce pour éviter les boucles de masse.

Un petit article pour que chacun se rende compte de l'ampleur du problème, et surtout pour qu'on ne vienne pas me dire "c'est facile, il suffit de câbler en étoile" :roll:

"
Code: Tout sélectionner
En fait, c'est une question intéressante, car beaucoup de "règles de bonne pratique" erronées découlent de cette méprise.

Un des "secrets" de l'immunité d'un système aux parasites est l'équipotentialité de toutes les masses du système.

Or, niveau HF, un fil d'une longueur de quelques cm peut déjà représenter une résistance non négligeable. Aussi, il est recommandé de relier le maximum de masses en un maximum d'endroits. On boucle donc les masses entre elles, ça s'appelle le maillage des masses ou encore, les boucles entre masses.

C'est donc une bonne habitude d'interconnecter au maximum toutes les masses en un maximum de points. Les salles informatiques sont toutes câblées suivant ce principe. Voila pour les boucles entre masses.

Maintenant, lorsque tu fais passer un signal dans un conducteur, la surface présente entre ce connecteur et le plan de masse le plus proche constitue une antenne. Ca, c'est ce qu'on appelle une boucle de masse.

Autrement dit, une boucle de masse, c'est une surface comprise entre un conducteur actif et le plan de masse le plus proche, et ça, c'est nuisible.
Plus la surface est grande, donc plus le conducteur est éloigné de la masse, plus la boucle de masse est grande, plus mauvaise est l'immunité aux perturbations électromagnétiques.

Exemple concret : Tu as un connecteur sur la face avant d'un appareil, tu y amènes un fil.

Premier cas : tu fais passer ce fil "en l'air" depuis la carte jusqu'au connecteur en question. La surface comprise entre le fond du boîtier et le fil va constituer une boucle de masse génératrice de problèmes.

Maintenant, tu colles ton fil sur le fond de ton boîtier métallique, tu as diminué grandement la surface, donc tu as pratiquement supprimé ta boucle de masse. Ton conducteur se comporte comme s'il était blindé (le blindage sert donc à diminuer les boucles de masse).

Autre exemple : tu amènes un fil blindé à ton potentiomètre de volume. Dans ce cas, tu connectes ton blindage aux masses à chaque extrémité, et, en plus, tu relies ça à la carcasse du potentiomètre, et en plus, tu ajoutes un fil à chaque extrémité de la face avant pour relier celle-ci à la masse générale.
Là, tu as augmenté les boucles entre masses, donc le maillage.
L'équipotentialité de ton système est améliorée, et tu auras moins d'interférences.

Voila, j'espère avoir été clair."


Un lien vraiment bien (y a déja de quoi potasser pas mal)
ici, n'oubliez pas l'article en bas de page "en savoir plus" :wink:

Voila, je demande à chacun d'être constructif si le sujet vous interesse.

Les astuces, conseils, et bonnes explications seront dans la mesure du possible rassemblés dans ce premier post.

Tout conseil, même partiel, pouvant nous amener à un montage sans boucle de masse, ou autre ronflette est donc le bienvenu.

espace conseil astuce explication :

compte rendu du fichier de vitriol
:wink:

Voici les points développés dans cet article et qui nous aideront à améliorer la qualité de nos installations.

- La disposition du transformateur doit être telle que ses lignes de champ magnétique ne traversent pas notre pcb.
SC00145.png
transfo
SC00145.png (40.91 Kio) Vu 2980 fois


- Seuls les transfos à noyau torique rayonne moins que les autres

- Une alimentation soignée : la capacité de tête doit être de 1000µF par ampère débité s'il y a en plus des régulateurs 78** 79** derrière sinon 2000µF par ampère débité.

- Les câbles d'alimentation doivent être les plus courts possible pour limiter l'intensité du champ magnétique produit. Ils doivent en outre se situer le plus loin possible des câbles véhiculant le signal.

- Dans le cas d'un rack où ampli et préampli cohabitent, le mieux est de dissocier les alimentations, le préampli ne doit pas ressentir une baisse de tension dûe à une consomation accrue de la part de l'ampli. Le minimum est de mettre des régulateurs de tension pour le préampli.

- Le seul vrai zéro volt se situe juste sur la patte de la capa de tete, essayez de ramener toutes les masses critiques en ce point (exemple masse du régulateur) et pas trois cm plus loin (toute piste est une résistance.)

- Toutes les fiches jacks doivent être isolées du boitier, un fil le plus court possible doit relier les masses des jacks.

- Les entrées-sorties doivent être cablées avec du fil blindé mais pas n'importe comment, une seule prise jack aura son blindage relié à la masse de part et d'autre du câble, pour les autres câbles le blindage est en l'air du côté des fiches.

En effet une boucle de masse formerait un secondaire de transformateur qui serait prêt à transformer en tension parasite toute les ondes magnétiques qui nous entourent.

SC00146.png
jack
SC00146.png (121.26 Kio) Vu 2982 fois


En règle générale, on choisira comme jack pour relier le blindage des deux cotés, le jack qui possède le plus petit signal c'est à dire bien souvent l'entrée.

- Evitez le câble de trop faible section, les fort courants demandés vont faire apparaitre des variations de tension (un câble de faible section présente une résistance plus élevée qu'un cable de grosse section) ce qui est très mauvais pour le préampli.

- Les fils transportants le signal vers le hp peuvent être considérés comme des fils d'alimentation, vous ramenerez donc les masses des haut parleurs directement à la masse de l'alimentation de l'ampli de puissance sans passer par ailleurs.

- Pour relier le préamp à l'ampli, on utilisera du câble blindé donc le blindage sera d'un côté relié directement à la masse et de l'autre coté le blindage sera relié à la masse via une résistance de 100ohm, ces résistances empêchent tout passage de courant induit dans la boucle de masse et donc empêchent d'avoir du bourdonnement. Elles ne nuisent en rien au bon fonctionnement puisque les connexions sont des connexions de tension.

- Finalement on reliera la masse du préampli à la Terre via une résistance de 100ohm et cette Terre au chassis.

SC00147.png
scéma
SC00147.png (90.17 Kio) Vu 2982 fois


information totovai

Apres pas mal de lecture, je voudrais signaler que le premier texte de ce topic me parait dicutable. apres renseignement je crois que le monsieur qui a écris ca a raison dans le cas ou on travaillerait en hautes fréquences(>1Mhertz) les champs électriques deviennent alors prédominant par rapport aux champ magnétique.le maillage des masses est donc a mon sens réservé au haute fréquence. en basse fréquence il est préférable de travailler en étoile.(voila a confirmer)

un nouveau lien ici, proposant une version un peu différente.

Résumer:
Image

-Pour des raisons de sécurité,la terre doit etre reliée a la masse.
Pour ce faire il vaut mieux éviter d’utiliser directement le point central des condensateurs principaux (A) car on y rencontre des tensions de pulsations dues à leurs cycles de charge.

-C sera le start point, c'est a dire le point ou toute les masses de nos modules viendront se connecter.

-C doit etre relié a A par un conducteur de grosse section

-la terre ne sera pas non plus reliée en C car il existe une certaine résistance entre C et A, ca pourait générer du bruit.

-Le meilleur compromis consiste à relier la terre du secteur au chassis et au connecteur d’entrée, ce qui minimise le bruit dû aux boucles de masse. Si on utilise un circuit de coupure de boucle, la jonction directe entre E et C sera modifiée et les masses des connecteurs seront isolées du châssis.
Tous les éléments qui ne transportent pas de signal, comme les condensateurs de découplage, les régulateurs, … doivent disposer d’un retour de masse vers le point central séparé de celui du signal afin d’éviter d’injecter du bruit dans la masse de celui-ci.
(je vous avouerais que je suis pas sur de comprendre ou il veut en venir.)

-Câblage :
Utilisation impérative de câble électrique neuf, suffisamment isolé ( sous au moins 250V voire 500V pour du 230V), si possible en multibrins semi-rigide et de section adéquate.
Pour minimiser l’influence des champs magnétiques de basses fréquences générées par le secteur, il est vivement recommandé :

* de torsader entre eux les conducteurs des liaisons véhiculant des tensions alternatives,
* de minimiser leur étendue,
* de les regrouper à l’écart,
* de les faire longer les angles du châssis,
* d’éviter de les faire côtoyer les régions sensibles (étages, câbles, connecteurs…).
Modifié en dernier par totovai le 07 Juin 2009 14:28, modifié 5 fois.
Si un jour, on te reproche que ton travail n'est pas celui d'un professionnel. Dis toi bien que: des amateurs on construit l'arche de Noé et des professionnels le Titanic.
Apprendre et comprendre, pour tous les niveaux
"C'est inutile donc absolument indispensable"
totovai
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 4012
Enregistré le: 07 Jan 2008 13:55
Localisation: Belgique Liège

Messagepar vitriol82 le 31 Mai 2009 17:31

Parti de rien, je suis arrivé à rien , mais tout seul
Avatar de l’utilisateur
vitriol82
Ambassadeur PROJET G5
 
Messages: 925
Enregistré le: 06 Avr 2006 16:35
Localisation: Midi pyrennees

Messagepar totovai le 01 Juin 2009 18:42

merci pour ce dossier éclairant :wink: je l'avais déja vu passé mais en plus sale :lol:

j'ai fait un résumé.
corrige moi si je me trompe :wink:
Si un jour, on te reproche que ton travail n'est pas celui d'un professionnel. Dis toi bien que: des amateurs on construit l'arche de Noé et des professionnels le Titanic.
Apprendre et comprendre, pour tous les niveaux
"C'est inutile donc absolument indispensable"
totovai
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 4012
Enregistré le: 07 Jan 2008 13:55
Localisation: Belgique Liège

Messagepar vitriol82 le 01 Juin 2009 20:04

-seul les transfo a noyau torique n'émettent pas de champ magnétique


Tu as vu ça où ? Si le torique n'émet pas de champ magnétique, il ne sert à rien, il a moins de perte donc un meilleur rendement mais rayonne tout autant.

Le rayonnement parasite est négligeable, les lignes de champ sont d'autant plus importantes quand le transformateur sature magnétiquement, souvent lié à l'appel de courant de la capa de tête.
Lors d'un appel, le courant fourni crée plus de champ magnétique que la carcasse peut véhiculer, ce trop plein de magnétisme quitte la carcasse pour évoluer à l'extérieur et là ça rayonne.
Et quand ça rayonne, ça pollue l'environnement.

Donc ce qu'il faut retenir, c'est que si ça rayonne , c'est que le transfo est mal taillé, le fait de le blinder c'est un emplâtre sur une jambe de bois, on contient l'effet mais on ne règle pas la cause.

Comment savoir c'est c'est bien calculé?, le transfo ne doit pas monter à plus de 20°C de plus que la température ambiante au bout d'une heure d'utilisation de l'ampli au max, là on est sûr de ne jamais avoir de pb
Parti de rien, je suis arrivé à rien , mais tout seul
Avatar de l’utilisateur
vitriol82
Ambassadeur PROJET G5
 
Messages: 925
Enregistré le: 06 Avr 2006 16:35
Localisation: Midi pyrennees

Messagepar shaddo le 01 Juin 2009 20:17

Certes, Totovai est allé un peu vite en besogne sur ce coup-là mais il ne mérite pas le supplice du pal pour autant. :lol:

Code: Tout sélectionner
1ere page de ton document - Page 41 - Figure 1 : Tous les transformateurs, sauf ceux à noyau torique, émettent un champ magnétique parasite. Les conducteurs qui se trouvent à proximité se comportent alors comme des secondaires supplémentaires et la tension induite risuqe d'être amplifiée.


:D
Le Docteur Posture a dit : "... si la folie se résumait à ce que l'on rencontre sur ce forum, alors le monde irait bien mieux !"
#JeSuisCharlie
Avatar de l’utilisateur
shaddo
PLAYBOY VINTAGE
 
Messages: 12569
Enregistré le: 06 Aoû 2004 16:38
Localisation: Copacabana (Lorraine)

Messagepar vitriol82 le 01 Juin 2009 20:21

On s'est télescopé Shaddo,

Bah je dirais donc que c'est une ineptie, ça rayonne beaucoup moins du fait de leur meilleur rendement, mais réagissent pareil en cas de satu magnétique sinon ils monteraient à plus de 120° à coeur, et là peu de vernis tiennent => court jus interne

Mais j'avais mis ce dossier pour la partie BF, ça explique bien comment est générée la boucle de masse, il y a tant à redire sur les transfos qu'on risque de dévier

En plus je ne l'avais pas vu sous le schéma, ils parlent bien de champ magnétique parasite (dans les conditions nominales d'utilisation je rajouterais), l'adjectif est important
Modifié en dernier par vitriol82 le 01 Juin 2009 20:24, modifié 1 fois.
Parti de rien, je suis arrivé à rien , mais tout seul
Avatar de l’utilisateur
vitriol82
Ambassadeur PROJET G5
 
Messages: 925
Enregistré le: 06 Avr 2006 16:35
Localisation: Midi pyrennees

Messagepar shaddo le 01 Juin 2009 20:24

No problem Joseph. :wink:

:idea: Copie de sauvegarde sur le serveur TG du fichier PDF fourni aimablement par Vitriol82 :
http://www.techniguitare.com/Fiches/RonfletumGrossum.pdf
Le Docteur Posture a dit : "... si la folie se résumait à ce que l'on rencontre sur ce forum, alors le monde irait bien mieux !"
#JeSuisCharlie
Avatar de l’utilisateur
shaddo
PLAYBOY VINTAGE
 
Messages: 12569
Enregistré le: 06 Aoû 2004 16:38
Localisation: Copacabana (Lorraine)

Messagepar totovai le 01 Juin 2009 21:27

c'est corrigé merci pour ton aide, et d'avoir relu mon texte :wink:

il y a encore un point que je souhaiterais éclaircir.
sur les transfo qu'on voit chez selectronique par exempe au primaire on a 3 fils, dont un fil de terre,
suivant le dernier schéma, comment relie t'on ces deux fils (en admetant que l'on a un transfo pour le préampli et un transfo pour l'ampli.)
on vient les ajouter sur la vis de terre du boitier avec en série une résistance de 100ohm?
Si un jour, on te reproche que ton travail n'est pas celui d'un professionnel. Dis toi bien que: des amateurs on construit l'arche de Noé et des professionnels le Titanic.
Apprendre et comprendre, pour tous les niveaux
"C'est inutile donc absolument indispensable"
totovai
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 4012
Enregistré le: 07 Jan 2008 13:55
Localisation: Belgique Liège

Messagepar muad'dib le 01 Juin 2009 23:43

C'est édifiant ! :shock:
Merci pour ce topic Totovai !!! :D

Je me posais une question par rapport au schéma avec les deux jacks. Là, la masse est connectée sur le PCB, et non sur la masse du capa de tête, comme il était dit plus haut dans le document.
Ça signifie que la piste de masse du PCB n'est pas considérée comme un "câble" ? Elle présente pourtant une résistance qui n'est pas nulle... :?

(au fait, t'as oublié de préciser que Eugène a redonné de ses nouvelles...)
Ohm, Sweet Ohm
Avatar de l’utilisateur
muad'dib
GRAND SORCIER DIY
 
Messages: 2310
Enregistré le: 27 Oct 2006 22:30
Localisation: Metz

Messagepar totovai le 01 Juin 2009 23:55

si tu as raison la piste du pcb présente une résistance

je pense que su la capa de tete tu te repique chaque fois que tu veux une vraie masse,mais imagine que tout les composants allant a la masse se retrouve au meme point que la capa de tete, c'est pas possible. sur la capa de tete tu va metre un cable qui va "alimenter" le 0 sur ton pcb.
tu va également y mettre les régulateurs et la terre. :)
Si un jour, on te reproche que ton travail n'est pas celui d'un professionnel. Dis toi bien que: des amateurs on construit l'arche de Noé et des professionnels le Titanic.
Apprendre et comprendre, pour tous les niveaux
"C'est inutile donc absolument indispensable"
totovai
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 4012
Enregistré le: 07 Jan 2008 13:55
Localisation: Belgique Liège

Messagepar muad'dib le 02 Juin 2009 00:47

Ok !
Oui donc finalement y'a pas tant de choses que ça à câbler en étoile...
Par exemple dans nos pédales d'effet, en prévoyant deux trous de plus sur le PCB pour y câbler les masses des jacks, on a juste à câbler ensemble la masse du circuit et la masse du boîtier, le tout soudé sur le pin - du connecteur d'alim !

Ce qui est plus embêtant par contre avec du câble blindé, c'est le 3PDT, puisque le signal et la masse ne vont pas du tout au même endroit... :? (l'un sur le switch, l'autre sur le PCB)
Ohm, Sweet Ohm
Avatar de l’utilisateur
muad'dib
GRAND SORCIER DIY
 
Messages: 2310
Enregistré le: 27 Oct 2006 22:30
Localisation: Metz

Messagepar totovai le 02 Juin 2009 10:27

tu as raison, le cas des pédales est un cas légerement différent du rack, et je compte le taiter aussi, toute la doc bien faite que vous pouvez trouver est la bien vennue.

le probleme d'une pédale sont les points suivant:

-les transfos type boss n'ont pas de terre, enfait ca vaut mieu pcq si chaque pédale était mise a la terre on en sortirait plus entre les boucles de masses.
-de toute facon ce type d'alim est a proscrire définitivement rien n'est bon ladedans ou plutot tout est fait a moitié.
-en audio le redresseur doit impérativement etre double alternance
ouvrez vos boitié récupérer diode transfo condensateur et ajouter lui ce qui manque pour faire quelque chose de qualité.
tapez ca dans un rack dont la masse sera a la terre via une résistance de 100ohm ce qui vous évitera de faire boucle de masse avec les autres appareil dont vous disposez.

les cables reliant votre "alim rack" a vos pédales doivent etre de qualité offrir la moindre résistance possible et etre les plus court qui soit ( le rack par terre et les pédale juste dessus :mrgreen: )

de préférence l'alim doit etre stabilisée et régulée avec le régulateur le plus pres possible de la capa de tete. un régulateur coute que dalle (je sais plus mais ca doit pas etre un euro. yen a meme en sample chez texas :roll: ) et ca change la vie :wink:

-si c'est toi qui fait la pédale muad 'dib arrange toi pour mettre des jack isolé du chassis , de ne pas mettre trop loin l'entrée et la sortie pour pouvoir relié leur masse par un bout de fil (pas trop pres non plus)

on soudera un fil au fond du boitié vers la masse du jack d'entrée

on utilisera du cable blindé pour les connection mais seul le blindage du cable d'entrée sera relié a la masse les autres sont en l'air coté jack.

pour le 3pdt c'est vrai ce que tu dis, je propose de l'inclure directement dans le pcb

haha je vais devenir comme jark je le sens :mrgreen:
Si un jour, on te reproche que ton travail n'est pas celui d'un professionnel. Dis toi bien que: des amateurs on construit l'arche de Noé et des professionnels le Titanic.
Apprendre et comprendre, pour tous les niveaux
"C'est inutile donc absolument indispensable"
totovai
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 4012
Enregistré le: 07 Jan 2008 13:55
Localisation: Belgique Liège

Messagepar clajucla le 02 Juin 2009 12:51

intéressant ce post, je pense qu'il faudra faire un tuto clair et explicatif une bonne fois pour toutes et le mettre en post-it 8)
j'en vois déjà qui vont dire: " ben vas-y toi fais le ! " Je veux bien, je trouve ça indispensable en section débutants. Peut être a-t-il déjà été fait ? j'ai pas trouvé...
Je suis Russe, il faut que tu me cèdes!
Avatar de l’utilisateur
clajucla
MODERATEUR PANDA
 
Messages: 1459
Enregistré le: 07 Avr 2007 14:29
Localisation: Lorraine

Messagepar totovai le 02 Juin 2009 14:59

ben c'est ce que je suis entrain de faire non?

je résume les informations donnée dans le premier post :)
mais ca se construira petit a petit, ya tellement a dire :)
l'ennui avec un pdf c'est que l'auteur donne sa version,et son point de vue,alors qu'ici je résume juste les documents,
je ne suis pas sur que ca ait sa place en section débutant. pour un débutant il faut synthétiser et modéliser,or ca ca a déja été fait, ca a donné "faut cabler en étoile." je préfere mettre une version correcte ou chacun comprendra ce qu'il peut, et essaillera de mieu comprendre jusqu'a disparition des ronflettes. :)

edit: ce qu'il nous faudrait c'est prendre le probleme a la base.

qu'est ce qui génere le bruit avec une boucle de masse?

j'ai ttrouvé beaucoup d'article sur les boucle de masse, comment s'en protéger etc etc mais tres peu d'information sur l'effet produit.
dans l'article de vitriol il parle de la boucle comme étant un secondaire de transformateur pres a transformé en tension la moindre onde électromagnétique la traversant.
j'ai aussi lut que le bruit était proportionnel a l'aire que formait un conducteur avec le plan de masse le plus proche.

bref si quelqu'un avait des information un peu plus aprofondie et détaillé la dessus je suis prenneur :)
Si un jour, on te reproche que ton travail n'est pas celui d'un professionnel. Dis toi bien que: des amateurs on construit l'arche de Noé et des professionnels le Titanic.
Apprendre et comprendre, pour tous les niveaux
"C'est inutile donc absolument indispensable"
totovai
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 4012
Enregistré le: 07 Jan 2008 13:55
Localisation: Belgique Liège

Messagepar stringbreaker le 02 Juin 2009 19:06

si tu veux savoir les effets que ça peut avoir : oscillation du circuit et que même avec le potard de volume de l'ampli ben tu règle la fréquence^^ j'avais oublié de mettre les vis pour tenir le circuit imprimé au boitié et coup la masse était plus à la terre...
Avatar de l’utilisateur
stringbreaker
ELECTRON LIBRE
 
Messages: 204
Enregistré le: 11 Mar 2008 22:43
Localisation: Montpellier

Suivante

Retourner vers THEORIE, TECHNOLOGIE ET OUTILLAGE

 


  • Articles en relation
    Réponses
    Vus
    Dernier message

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 2 invités