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접지
그라운드, Ground
전기음향 분야에서 접지는 전기 장비의 안전과 신호의 청결을 보장하기 위해 중요한 역할을 합니다. 접지의 주요 목적은 전기 시스템의 기준 전위를 제공하고, 장비를 사용하는 사람들이 전기적 충격을 받지 않도록 보호하는 것입니다. 또한, 신호의 노이즈를 줄이고 전기적 간섭을 최소화하여 음향 시스템의 성능을 향상시킵니다.
음향 장비에 시스템에서 접지는 전원 접지, 신호 접지, 샤시 접지의 3가지로 구분되며, 신호 접지는 전원 접지를 통해 접지되고, 샤시 접지도 전원 접지를 통해 접지되기 때문에, 결국 모든 접지는 공통으로 전원 접지를 통해서 접지되게 됩니다.
다만, 신호 접지는 전원 접지에 필터를 통해 간접적으로 연결되서 전원선을 타고 오는 노이즈를 최대한 방지하도록 설계되어 있으며, 걸러지지 않은 잔류 노이즈 요소들은 신호선의 밸런스 연결의 노이즈 제거 메커니즘을 통해 결론적으로 제거되도록 되어있습니다.
샤시 접지는 전원 접지와 직접적으로 연결되며 음향장비의 외부 케이스에서 작동하여 음향 장비 외부에서 발생하는 EMI나 험 노이즈 등을 차폐하는 기능을 하도록 되어있습니다.
특수한 경우 Pin 1 문제1)나 EMI가 신호 접지를 타고 유입되는 상황에서는 케이블의 신호 접지와 샤시 접지를 직접적으로 연결하는 AES48 권고사항을 적용하는 것도 생각해 볼 수 있습니다만 일반적이지 않습니다.
전원 접지(Power Ground)
전원 접지는 전원 케이블의 접지선을 통해 건물의 실제 어쓰 접지2)와 연결되는 경로입니다.
전원 장치에서 발생하는 전압을 안전하게 지면으로 방출하여 전기적 안전성을 확보합니다. 전원 회로의 고장이나 이상 발생 시 전류가 안전하게 흐를 수 있도록 도와줍니다.
신호 접지(Signal Ground)
오디오 및 데이터 신호를 처리하는 장비에서 신호의 기준 전위(0V)를 제공합니다. 신호의 정확성과 안정성을 보장하여 잡음 및 간섭을 최소화하는 데 중요한 역할을 합니다.
신호 접지는 음향장비 내부에서 일반적으로 전원 접지에 연결되어 있지만, 전원이나 샤시를 통해 유입되는 노이즈를 막기위해 EMI 필터를 통해 간접적으로 연결된 상태입니다.3)
샤시 접지(Chassis Ground)
음향기기의 금속 케이스에 연결되어 기기 내부의 전기적 노이즈를 차단하고 안전성을 높입니다. 전원이 들어오지 않거나 고장 시에도 기기의 외부에서 전기적 충격을 방지하는 역할을 합니다.
음향 장비에서 샤시 접지는 일반적으로 전원선의 접지에 직접 연결되어 있습니다.4)
그라운드 루프
Ground loop
전기 시스템에서 두 곳 이상의 그라운드 지점이 존재할 경우, 이상적으로는 모든 노이즈나 여분의 전류가 두 지점을 통해 원활히 빠져나가야 한다. 그러나 두 지점의 접지 능력이 다를 경우, 접지 능력이 낮은 지점은 제대로 작동하지 않게 되고, 대신 접지 능력이 더 좋은 지점으로 전류가 흐르려는 성질이 강해진다. 이 과정에서 신호 접지 경로가 더 나은 접지로 연결되는 통로로 사용되면, 잔류 전류가 신호 접지로 유입되어 그라운드 루프 노이즈가 발생하게 된다.5)
정상적인 상황
그라운드 루프 형성
그라운드 루프 제거
그라운드 리프트
Ground Lift
그라운드 리프트는 그라운드 루프 문제를 해결하기 위한 기술 중 하나입니다. 일반적으로 음향 시스템에서 그라운드 루프 문제는 '험'(hum)과 같은 저주파 노이즈 또는 '버즈'(buzz)와 같은 고주파 노이즈로 나타납니다. 그라운드 리프트는 기기 간의 접지를 끊어 이러한 노이즈를 제거하는 방법입니다. 많은 오디오 장비에는 '그라운드 리프트' 스위치가 있어, 이 스위치를 켜면 기기의 접지가 분리되어 노이즈가 감소됩니다. 하지만, 일부 민감한 회로에서는 그라운드 리프트가 오히려 시스템 안정성에 영향을 미칠 수 있으므로 사용 시 주의가 필요합니다.
전원부 파워 컨디셔너 사용
파워 컨디셔너
파워 컨디셔너는 전원 라인에 포함된 불필요한 고주파 노이즈와 써지를 필터링하여 오디오 시스템으로 유입되는 노이즈를 원천적으로 차단하는 장치입니다. 특히 그라운드 루프에 의해 발생하는 험 노이즈나 전원 간섭 문제를 줄이는 데 효과적이며, 안정적인 전원 공급을 통해 오디오 장비의 성능을 유지하고 노이즈를 최소화할 수 있습니다. 또한 고급 파워 컨디셔너는 전압 변동까지 조절해주어 보다 안정된 환경에서 장비가 작동하도록 도와줍니다.
파워 컨디셔너는 이러한 기능을 통해 전원 품질을 개선하고, 민감한 전자 장비의 성능과 수명을 보호하는 데 중요한 역할을 합니다.
Black Lion Audio, PG-P(Type-K)6)
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