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Instalações: Ruídos / Interferências / Ground Loops
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INSTALAÇÕES: RUÍDOS/INTERFERÊNCIAS/GROUND LOOPS (ANEL /LOOP DE TERRA)

1- FASE/NEUTRO/TERRA DE PROTEÇÃO/TERRA DE SINAIS ELETRÔNICOS
2- RUÍDOS/INTERFERÊNCIAS/GROUND LOOPS (ANEL/LOOP DE TERRA
3- INSTALAÇÕES FÍSICAS DE DISPLAYS/ISOLAÇÃO


1- FASE/NEUTRO/TERRA DE PROTEÇÃO/TERRA DE SINAIS ELETRÔNICOS.
Ao ligarmos equipamentos elétricos/eletrônicos de baixa potência em residências, escritórios e/ou lojas, deparamos com plugs de tomadas de 3 pinos ou pelo menos deveriam ter.
Para (110V/120V/127V) teríamos no plug da tomada uma fase (110V/120V/127V), o neutro a 0V(o valor do neutro deveria ser 0V, mas nem sempre é 0V devido a ruídos, desbalanceamento nas fases do transformador de distribuição ou outros problemas) e o terceiro pino, o terra conforme ilustrado nas figuras 1.

Figuras 1



Para 220V teríamos no plug da tomada duas fases de 110V e o terceiro pino, o terra conforme ilustrado nas figuras 2.

Figuras 2



Neutro é um condutor pelo qual há o retorno da corrente elétrica. O terra é um condutor que, em situações normais, não deve possuir corrente elétrica circulante. A grande diferença entre terra e neutro é que, pelo neutro há corrente circulando , e pelo terra não. Quando houver alguma corrente circulando pelo terra, normalmente ela deverá ser transitória. As fases e o neutro são fornecidos pela concessionária de energia elétrica e o terra deve fazer parte do sistema de aterramento da instalação elétrica do local. Terra consiste em uma ou mais hastes de cobre de comprimento adequado enterrada/cravada no solo de forma apropriada e este conectado ao fio terra geralmente de cor verde e amarela (existem outras formas de aterramento). Veja ilustração do aterramento nas figuras 3.

Figuras 3



O aterramento está localizado logo após o relógio de medição de consumo, na entrada e neste local os fios neutros e os fios-terra se juntam, o terra é conectado ao neutro no quadro de distribuição de energia elétrica, conforme ilustrado na figura 4.

Figuras 4




TERRA DE PROTEÇÃO/TERRA DE SINAIS ELETRÔNICOS

-Terra é simplesmente um caminho de retorno para a corrente. Em sistemas elétricos/eletrônicos há dois tipos básicos de terra: terra de proteção e terra de sinais. Terra de proteção serve para proteção contra raios, descargas atmosféricas, proteção contra sobretensões, proteção contra descargas eletrostásticas, proteção de equipamentos de informações, proteção contra choques elétricos quando de alguma falha dos equipamentos. Como regra geral, todos os aparelhos eletrônicos devem ter o chassis metálico, massas, carcaça, ligadas ao terra de proteção e devem ser protegidos por dispositivos contra sobretensão.Terra de sinais em sistemas eletrônicos são níveis de referência para sinais e podem ou não estar ligados ao terra de proteção, veja figuras 5. Para sistemas eletrônicos, o aterramento deve fornecer um plano de referência estável, de tal modo que eles possam operar tanto em altas quanto em baixas freqüências. Padrões de aterramento para proteção de sistemas eletrônicos evoluíram conforme as necessidades: 1. Utilização do próprio sistema de aterramento de energia para o sistema de equipamentos eletrônicos. 2. Um sistema de aterramento independente "isolado" do sistema de aterramento de energia. 3. Sistema de Aterramento Radial de "ponto único". 4. Sistema de Malha de Terra de Referência (M.T.R.).

Figuras 5







2- RUÍDOS/INTERFERÊNCIAS/GROUND LOOPS (ANEL/LOOP DE TERRA)
Qualquer sinal acumula ruídos quando este flui através de equipamentos e cabos em um sistema. Ruídos de terra estão bastante relacionados a fontes de alimentação sob uma variedade de condições. Três maneiras básicas de captação de ruídos: condução, impedância comum e acoplamento por campo elétrico/magnético. Numa situação por condução um cabo pode estar percorrendo um ambiente ruidoso e desta forma o ruído é induzido e conduzido para outro circuito. Acoplamento por impedância comum é provavelmente o acoplamento de interferência mais encontrado nos sistemas. Isto ocorre quando correntes elétricas de dois diferentes circuitos fluem através de uma impedância compartilhada. Cada circuito cria uma diferença de voltagem através da impedância comum criando desta forma uma fonte de ruídos que influenciam os outros. Isto pode ser uma situação em sistemas de áudio e vídeo onde equipamentos são conectados na tomada onde neutros e terras de proteção ficam em cascata. Interferência eletromagnética entre sistemas e intra-sistemas devido a irradiação de campo elétrico/magnético, interferência de outros sinais (crosstalk) são fontes possíveis de ruídos.

- Ground Loop (anel/loop de terra) pode ser criado em quaisquer dois componentes interligados e aterrados. A existência de um condutor entre estes dois pontos de aterramento pode implicar na circulação de uma corrente entre estes dois pontos, corrente de ground loops (anel/loop de terra). Componentes aterrados podem captar qualquer ruído que existe entre os terras de proteção de duas tomadas.

- Solo tem resistência como qualquer outro condutor e a resistência do solo entre duas hastes de cobre aterradas a pouca distância podem ser significativa e muito maior que um cabo conectando-os, portanto um segundo ou múltiplos aterramentos desconectados não podem servir como substituto ao terra de proteção vindo do quadro de distribuição.

- Cabos não têm impedância zero. A resistência DC dos cabos tem significado somente para freqüências bastante baixas e é diretamente proporcional ao seu comprimento. Devido ao fato dos fios condutores do terra de proteção terem pequenas mas significativa resistência, pequenas corrente causará queda de voltagem e teremos pequenas diferenças de voltagem entre os terras das tomadas. Estas diferenças de voltagem, ainda que pequenas, alguns millivolts são significativas dependendo do comprimento dos cabos de sinais que conectam os equipamentos plugados em diferentes tomadas e dependendo do nível de sinais que são relativamente baixos para áudio e vídeo. Para sistemas com dois ou mais equipamentos com plugs de tomadas com terra e conectados por interfaces desbalanceadas usando cabos coaxiais de vídeo ou cabos RCA de áudio estas pequenas voltagens podem causar ruídos. Interfaces pares trançados são geralmente muito mais imunes a estas pequenas voltagens causadoras de ruídos.

- Ruído de corrente entre chassis: Capacitâncias parasitas existem entre os enrolamentos do primário e secundário dos transformadores das fontes de alimentação dos equipamentos eletrônicos. Estas capacitâncias são chamadas de capacitância entre-enrolamentos e descarregam suas voltagens nos componentes internos ligados ao terra e no geral fluem entre os terras de referência de dois ou mais componentes ligados ao sistema. Em todos equipamentos há capacitâncias parasitas. Sempre haverá alguma diferença de voltagem mesmo que pequena, normalmente menos que 1 volt e pequeno fluxo de corrente de alguns milliamperes entre terras das tomadas. Este fato físico real pode causar problemas de ruído porque ground loops são formados pelos cabos de sinais que conectam os componentes do sistema. Estas pequenas voltagens podem ser acopladas aos sinais ao longo do caminho adicionando ruído a instalações de áudio & vídeo.

- A indutância dos cabos é quase independente do seu diâmetro, mas é diretamente proporcional ao seu comprimento e aumenta com curvas e laços. Qualquer campo magnético alternado passando por um laço de fio entre dois equipamentos interligados induz uma corrente neste laço. Quando dois equipamentos são interligados um laço normalmente é formado devido ao fio terra de proteção conectados ao chassis dentro de cada equipamento. A quantia de corrente induzida no laço por um campo magnético depende da área do laço. Se dois equipamentos estão distantes um do outro é criado uma grande área de laço, resultando em corrente maior. Mantendo os equipamentos próximos diminui a área do laço e a corrente induzida, entretanto isto pode ter outras implicações.

- Um cabo entra em ressonância tornando-se uma antena quando seu comprimento físico é um quarto do comprimento de onda de um sinal.



3- INSTALAÇÕES FÍSICAS DE DISPLAYS/ISOLAÇÃO
Nas instalações físicas de monitores, diretamente sobre montantes metálicos (lança de teto ou suporte de parede onde poderia ocorrer o contato direto entre chassis dos monitores/equipamentos eletrônicos e a parede ou estrutura metálica do teto possibilitando uma via de terra e dependendo dos aparelhos, condições da instalação elétrica, sistema de aterramento, sistema audiovisual, número de monitores e distâncias envolvidas, há a possibilidade de fuga de corrente por estas outras vias ocorrendo corrente de ground loops (anel/loop de terra), interferências indesejáveis no sistema. Para eliminar possíveis interferências de aterramento no sistema de áudio & vídeo é recomendável a isolação do chassis metálico dos aparelhos eletrônicos receptores/displays/monitores das paredes e estruturas evitando a possibilidade de circulação de corrente por estas vias e no ponto de distribuição local onde fica os servidores de mídia, PCs, DVDs, Decoders de TV a cabo, transmissores, chaveadores haja aterramento adequado e fiquem isolados de outros sistemas utilizando quando necessário de isoladores de CATV(cable isolator) e isoladores de áudio (audio isolator). Veja ilustrações nas figuras 6.

Figuras 6

Suportes de monitores





Isolador de CATV / Cable isolator    Isolador de Áudio /Áudio isolator





ISOLAÇÃO DOS RECEPTORES/DISPLAYS/MONITORES

Alternativas de isolação de montantes /suporte de monitores usando buchas que poderiam ser adaptadas.


Figura 7

















ILUSTRAÇÃO-1





ILUSTRAÇÃO-2





ILUSTRAÇÃO-3 CURTO





ILUSTRAÇÃO-4 ABERTO





ILUSTRAÇÃO-5





ILUSTRAÇÃO-6

 
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