¿Es posible captar ruido en un circuito de audio a través del cable de tierra / tierra?

En un circuito de audio, como la electrónica de una guitarra (¡lo único con lo que incursiono!), Siempre he pensado (probablemente de manera simplista) que cada punto a lo largo de una ruta de tierra continua está esencialmente todo al mismo voltaje (un 'cero voltios' voltaje de referencia).

Sin embargo, me preguntaba: si extiende un cable de tierra desde algún punto a lo largo de ese camino, ¿es posible que eso en sí mismo introduzca ruido en el circuito al cambiar el '0V' de la referencia de tierra? (Posiblemente me pregunto "¿Cuál es la diferencia entre un cable de tierra largo y una antena", pero no sé lo suficiente sobre antenas para saber si eso es lo que pregunto :)

Sí, las conexiones a tierra largas pueden captar ruido, lo que significa que la tierra en un lugar es un voltaje diferente del suelo en otro lugar. Para señales de un solo extremo, este voltaje de compensación de tierra generalmente aparece como parte de la señal.

Hay dos estrategias comunes para evitar esta situación:

1. Utiliza señales diferenciales. La señal real se codifica como la diferencia entre dos señales que se controlan de manera opuesta entre sí. La compensación de tierra parece una señal de modo común, que el receptor puede ignorar en gran medida.

2. Presta atención a cómo se basan las cosas. Asegúrese de que todas las tierras estén atadas a un lugar sin otras conexiones a otro lugar, como la tierra de la toma de corriente local. Esta red de tierra se conecta a tierra real en un solo lugar. También evite tener un flujo de corriente deliberado a través de cualquier conexión a tierra. Debería haber retornos separados para la corriente de potencia. Nunca use tierra como retorno de energía.

0V es solo 0V en el punto de referencia: se degrada gradualmente a medida que te alejas de esa posición física. Puede ser una diferencia de nanovoltios de cerca, pero puede convertirse rápidamente en milivoltios y, si los circuitos de entrada sensibles tienen conexiones de 0 V que no están en el mismo punto, la diferencia de varios milivoltios puede ser una señal de ruido de CA y con frecuencia es muy molesta.

Esta es la razón por la cual los PCB usan planos de tierra, pero de ninguna manera están exentos de este problema. Otros sistemas usan cableado de punto de estrella para mantener cualquier conexión de 0 V en el mismo punto físico, pero pueden sufrir una captación magnética de CA.

Es una nuez difícil de romper a veces. Aquí hay una buena imagen de cómo una señal digital puede crear tanto el rebote de tierra como el rebote de potencia: -

El borde ascendente rápido en una salida inevitablemente cargará la capacitancia parásita de una pista de PCB; esto se ve como un pequeño "rebote" en el riel de alimentación y la distorsión asociada (efecto secundario) en la señal emitida. Cuando el borde cae hay un rebote en el suelo. Ahora, la señal está ligeramente corrompida por lo importante, para esta pregunta, el plano de tierra y el plano de potencia tienen pulsos de corriente inyectados en ellos y pueden afectar a otros circuitos cercanos.

Escucha otro ejemplo de dónde los espacios en un plano de tierra pueden causar "rebote" porque la corriente de retorno de una señal tiene que "extenderse" alrededor del espacio:

Aquí hay otra idea de cómo las piezas funcionales mal posicionadas pueden causar estragos en los circuitos analógicos sensibles:

Lo más inteligente que se debe hacer aquí es evitar las conexiones comunes de 0 V para cosas que pueden causar rebotes de tierra entre sí: esta es una forma de señalar con estrella, es decir, las conexiones separadas de alimentación y tierra de cada función de circuito individual solo se conectan en un solo par "limpio" de nodos (generalmente a la salida de un regulador de voltaje o batería).

Este parece ser un documento bastante útil que explica los fenómenos.

La respuesta es SÍ si su aplicación depende de la diferencia de voltaje entre los dos extremos del cable para estar cerca de cero. En otras palabras, si un sistema en funcionamiento es sensible a los niveles de señal en ambos extremos del cable a la vez, entonces puede haber razones para darse cuenta de que puede suceder una captura de ruido.

Por otro lado, si conecta dos sistemas juntos usando un cable como un par trenzado (o un cable coaxial para alta frecuencia) y asegúrese de que la corriente que viaja en un cable sea igual y opuesta a la corriente en el otro cable y el sistema de destino solo es sensible a la señalización entre los extremos del objetivo de los dos cables, entonces cualquier captura de modo común en el par de cables pasará desapercibida para el equipo de destino.