I ground loop

I ground loop sono spesso la causa di ronzii e altri rumori negli impianti audio. Vediamo cosa sono e come eliminarli.

Ronzii e disturbi sono tra i problemi più comuni che chi ha a che fare con apparecchiature audio prima o poi si trova a dover risolvere. Spesso si attribuisce la colpa all’alimentazione o alla cattiva qualità dei cavi, ma molte volte la causa risiede in nella cattiva gestione dei collegamenti di massa e messa a terra.

I ground loop, ovvero gli anelli di massa, si verificano quando due o più dispositivi condividono più di un collegamento di massa o di messa a terra, e sono probabilmente la causa più comune di ronzii in ambito audio.

Almeno due apparecchi del tuo impianto hanno una spina a tre poli?

Questo accade frequentemente quando almeno due elementi di una catena audio sono dotati di messa a terra, o comunque possiedono una massa comune come accade nelle autovetture. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, avere collegamenti multipli di massa o messa a terra è quasi sempre un problema!

Alcuni esempi pratici

Facciamo un semplice esempio per comprendere come possa formarsi un anello di massa. Supponiamo di collegare un notebook ad un amplificatore mediante un normalissimo cavo coassiale per uso audio, come illustrato nell’immagine.

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Connessione con cavo coassiale.

In questo caso, il notebook dispone di una spina a tre poli, che garantisce la messa a terra mediante il conduttore centrale. Questo fa sì che la massa dei circuiti audio contenuti nel notebook risulterà a potenziale di terra.

La messa a terra non è presente in tutti i dispositivi, perché questo dipende dalle loro caratteristiche funzionali. I dispositivi detti a doppio isolamento, come l’amplificatore illustrato nell’immagine, fanno uso di una spina a due conduttori, priva del conduttore di messa a terra.

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Spina senza conduttore per la messa a terra.

Poiché il notebook risulta messo a terra, anche la schermatura del cavo coassiale ad esso collegato risulterà allo stesso potenziale. Collegando questo cavo all’amplificatore, anche questo verrà portato a potenziale di terra.

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 L’amplificatore viene portato a potenziale di terra dal computer.

Il fatto che il collegamento sia avvenuto può essere facilmente dimostrato impiegando un multimetro in modalità “prova di continuità”: connettendo un puntale al conduttore di messa a terra della spina del notebook, e l’altro puntale in una vite del contenitore metallico dell’amplificatore (che presumibilmente è la massa del dispositivo), si dimostrerà che questi risultano connessi tra loro.

Fino a questo punto, il ground loop non si verifica, e non si manifesta alcun rumore. Supponiamo ora di collegare un ulteriore computer allo stesso amplificatore, allo stesso modo descritto in precedenza.

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Due computer dotati di messa a terra vengono collegati allo stesso amplificatore con dei cavi coassiali.

A questo punto, ci sono due dispositivi che portano a potenziale di terra l’amplificatore. Attraverso le schermature dei cavi audio e i conduttori di messa a terra dei cavi di alimentazione, viene a formarsi un anello chiuso, come illustrato nella figura seguente. Si è formato il ground loop.

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Si forma un ground loop attraverso la schermatura dei cavi ed i cavi di messa a terra.

Questo anello è ora in grado di raccogliere il rumore circostante, che andrà a sovrapporsi al segnale audio.

In questo caso, per aprire l’anello, ed interrompere così il ground-loop, è sufficiente scollegare uno dei due notebook dall’alimentazione, oppure inserire un cavo ottico che isoli elettricamente uno dei due portatili, o ancora impiegare un isolatore di massa (ground loop killer).

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Sostituendo anche un solo cavo coassiale con uno ottico il ground loop viene eliminato.

Un altro comune esempio di ground loop si ha quando, invece del secondo notebook, si collegano uno o più giradischi dotati di messa a terra.

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 Un ground loop può formarsi anche tra un giradischi ed un computer se si usano cavi coassiali.

In questo caso l’anello può essere chiuso anche dal cavetto di massa presente nel giradischi. Questo è il motivo per cui molti dispositivi audio sono a doppio isolamento. In questo caso, può essere sufficiente lasciare il cavetto di massa disconnesso dall’amplificatore per risolvere il ground loop.

Il doppio isolamento

È chiaro come i problemi associati ai ground loop siano facilmente risolti dall’uso di dispositivi a doppio isolamento (dispositivi di classe II).

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Simbolo del doppio isolamento.

Questo è il motivo per cui la maggior parte dei dispositivi Hi-Fi di qualità sono realizzati in questo modo e contraddistinti dal simbolo dei due quadrati concentrici.

Soluzioni

Oltre alle linee guida precedenti, alcuni dispositivi possono tornare utili nell’eliminazione dei ground loop. Per esempio, gli isolatori di massa (ground loop breaker) contengono due trasformatori audio capaci di isolare le masse dei due dispositivi, impedendo che si formi l’anello.

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Schema di un ground loop breaker.

Un’altra soluzione potrebbe essere quella di usare cavi coassiali dove la schermatura risulti effettivamente connessa da un solo lato. Tuttavia, il successo di questa soluzione dipende fortemente dalla qualità dei restanti collegamenti.

Autore: bsproj

Appassionato di musica e progettazione elettronica.

112 pensieri riguardo “I ground loop”

  1. Complimenti per l’eccellente lavoro! avrei una domanda. ho un almplificatore collegato con un giradischi tramite due cavi l+r di 15 metri e vorrei sapere se devo utilizzare anche un cavo della stessa dimensione da collegare all’amplificatore o se posso collegarlo da qualche altra parte.

    1. Se si riferisce al cavo di massa proveniente dal giradischi, questo andrebbe collegato all’amplificatore. La distanza di 15 m dal giradischi potrebbe essere eccessiva per un funzionamento ottimale.

    2. ho utilizzato cavi cromati professionali e non si sente nessun fastidio. per la massa che cavo mi consigli considerando che è di 15 metri?

    3. Consideri comunque che, se non ci sono problemi di rumore, non è essenziale connettere il cavetto di massa proveniente dal giradischi.

  2. Buongiorno,

    alla ricerca di una soluzione al mio problema sono capitato su questo sito, e vista la disponibilità, mi permetto di sottoporre il mio problema.
    Ho acquistato un lettore giradischi per ridare vita ai miei vecchi vinili. E’ un modello in classe II (Dual DTJ 301). Lo collego all’ingresso phono dell’amplificatore Denon 520AE e si sente subito il ronzio, molto forte e fastidioso. Non essendoci possibilità di collegamento a terra con l’ampli, ho provato a collegare l’uscita a terra di quest’ultimo scaricando su un termosifone. Il ronzio si attenua ma persiste, anche quando il giradischi è spento. Cosa posso fare? Devo acquistare un groud loop isolator? Nel caso, c’è qualche modello che suggerite?

    Grazie per qualunque aiuto possiate fornire.

    Matteo

    1. Innanzitutto grazie per la tempestiva risposta.

      C’è anche un lettore CD, pure lui a due contatti. Il ronzio si sente anche quando il lettore cd è staccato, così come si sente quando il giradischi è collegato dal cavo RCA, ma scollegato dalla rete elettrica.

    2. Se il giradischi non dispone dell’apposito cavo di massa, il problema potrebbe essere legato ad una cattiva schermatura (di testina, giradischi o cavi). Questo è legato alla qualità del giradischi.
      Comunque si potrebbe collegare all’impianto un dispositivo con spina a tre poli (p. es. un PC) per vedere se il ronzio diminuisce.

    3. Grazie per ora. Ieri sera facendo varie prove ho scoperto che il problema sembra essere dovuto al cavo RCA, che causa il roznio anche se non attaccato al giradischi. Ne ho attaccato un altro e il ronzio è calato a livello fisiologico… La lunghezza del cavo può giocare un ruolo o è solo un problema di qualità del medesimo? Per esigenze di spazio sono costretto a tenere il giradischi un po’ lontano dall’ampli e quindi mi serve un cavo più lungo. In alternativa mi toccherà spostare tutto. Grazie ancora per il tuo tempo, buon anno

  3. Alla ricerca di una soluzione al mio problema sono arrivato a questo forum sul vostro sito che già conoscevo da tempo, sperando di trovare una soluzione. La faccio breve. Io ho un mini pc, nello specifico una raspberry Pi, ed un giradischi, prima il mio vecchio Marantz con il vostro preamp, e ora uno ion, che ha già una sua uscita Line e che ho comprato nuovo perché pensavo che il problema fosse il vecchio giradischi. Purtroppo mi sono sbagliato. Purtroppo quando collego il giradischi all’ingresso della scheda audio della raspberry, si sente il classico rumore di fondo, anche abbastanza elevato, come di corrente alternata, tipico della non corretta messa a terra. Nel caso del giradischi ION, questo è alimentato con un AC/DC da 12V – 2A con una spina a 2 poli senza contatto di terra (come quelle sopra) e la raspberry Pi è alimentata con un AC/DC a 5V – 2A sempre con una spina a 2 poli senza contatto di terra (come quelle sopra), il collegamento dell’audio avviene tramite cavo coassiale come sopra. Come posso eliminare questo fastidioso rumore? Grazie in anticipo per l’aiuto.

    1. Ciao Alessandro

      Dato che anchio possiedo un raspberry (Pi2) e valutando adesso l’acquisto sia di giradischi enty level (con selettore line/phono) sia board amplificatore da montare su Rasp. volevo sapere se avevi risolto il problema del rumore, dato che potrei averlo anchio con questa ” catena”

      Grazie

  4. Ciao, io ho problemi su un amplificatore montato in auto, percepisco distrubi continui con riproduzione negli altroparlanti delle quattro frecce della chiusura centralizzata e tutto quel che e elettronico.. Un ground loop brakersugli rca potrebbe risolvere la situazione? O serve anche quello sulla alimentazione della radio?

    1. Salve Gabriele,
      se il disturbo si manifesta mente si usa la sorgente connessa tramite RCA, e se quest’ultima è connessa alla massa del veicolo (p. es. tramite un alimentatore), allora l’isolatore di massa potrebbe essere risolutivo.

  5. Buongiorno,
    avrei bisogno di aiuto per risolvere il problema di seguito descritto:
    Ho un controller DJ Denon MCX-8000 che funziona in modalità stand-alone oppure via software Serato con l’ausilio del PC.

    In modalità stand-alone utilizzando una cassa monitor amplificata FBT non ho problemi di fruscio.
    Quando collego il controller all’iMac via USB inizio a sentire molto fruscio e rumore.
    Ho provato diversi cavi USB con esito negativo.
    Basta che appoggi (senza inserire) la presa USB alla porta perchè i fruscii ripartano.

    Suppongo sia un problema di massa dovuto al PC, l’iMac è alimentato via spina Schuko a sua volta collegata ad una “ciabatta” UPC con integrato un gruppo statico di continuità.
    Cosa mi consiglia?

    1. Si tratta probabilmente di un ground loop che potrebbe risolversi inserendo un ground loop breaker o una DI box prima del monitor. Altrimenti, una soluzione efficace potrebbe essere quella di usare un isolatore USB.

  6. Buongiorno,
    sottopongo il mio problema nella speranza che possa avere soluzione. Nella stanza adibita ad ascolto (pre valvolare audiospace + finale a stato solido Primare A32) è presente controsoffitto con inserite barre led (controtelaio+telaio in alluminio). La sorgente audio Personal Computer con DAC esterno è posta in una stanza adiacente (antibagno). In tale stanza sono stati collocati gli alimentari (4) dei led. Questi ultimi sono alimentati dai fili che uscivano dal centro volta, dirottati in tale stanza (l’accensione è rimasta nella stanza d’ascolto). Gli alimentatori hanno inoltre un’alimentazione da un punto corrente nell’antibagno (salvo memoria l’elettricista mi aveva detto che serviva per bilanciare meglio la FASE). Il collegamento del DAC con il preamplificatore è dato da un cavo RCA schermato (lunghezza 9 metri). Ad accensione dello stereo, anche a PC spento, è udibile un rumore (ronzio) nelle casse, anche a luci spente. All’accensione delle luci (sono divise in 4 gruppi) il rumore cresce proporzionalmente. Ho provato ad usare una ciabatta schermata per lo stereo, a staccare il filo della terra dal cavo di alimentazione degli apparati stereo, tutto inutile. Cosa posso fare?

  7. Buon giorno e grazie per aver condiviso le sue conoscenze in maniera così chiara e senza troppi tecnicismi.
    In particolare non sapevo che i ground loop potessero generarsi all’interno degli stessi apparecchi.
    Ho un pc che è collegato tramite usb a un preamplificatore/dac e tramite hdmi a un sintoamplificatore, collegato a sua volta tramite rca allo stesso pre/dac su un ingresso pass-through. Quando seleziono questo ingresso sento un rumore a bassissimo livello (ma fastidioso) di circuiti elettronici; sull’ingresso usb invece nessun rumore. Il problema si risolve solo staccando o l’usb o l’hdmi. La cosa che mi risulta strana è che aumentando il volume dal sintoamplificatore aumenta il volume audio di uscita ma il rumore rimane costante, mentre aumenta se aumento il volume dal preamplificatore. Chiaramente tutto collegato su una stessa presa elettrica.
    Potrebbe essere il caso di ground-loop interno al pc? Come risolvere in questi casi, con un isolatore usb?

    1. Salve Mariano,
      grazie per i suoi gentili complimenti. Il suo problema è molto probabilmente dovuto ad un ground loop che potrebbe essere eliminato inserendo un isolatore di massa sugli eventuali collegamenti analogici audio (se in questo modo si riesce ad interrompere l’anello di massa, dipendentemente dalla sua configurazione attuale) o, meglio, inserendo un isolatore USB tra computer e DAC. Quest’ultimo non è facile da reperire ma dovrebbe essere la soluzione ideale al suo problema.
      La curiosa variazione del volume del rumore che ha riscontrato dipende dal punto in cui il rumore viene raccolto.

    2. Grazie, penso anche io che sia meglio intervenire sul segnale digitale, quanto agli isolatori più che la reperibilità il problema è il costo, non esorbitante ma comunque significativo.
      Esiste l’intona che da poco ha anche avuto una versione redistribuita da jplay. E’ un isolatore galvanico progettato per applicazioni ospedaliere (se ricordo bene) poi adottato dagli appassionati di audio in quanto compatibile con lo standard usb audio. Ci sono anche un apparecchio psaudio che fa una doppia conversione usb/ottico che è stato commercializzato questo mese, e un cavo usb/ottico un pò più vecchio di cui non ricordo il nome.
      Resta comunque la curiosità di come si origini questo loop e quanto vada a inficiare l’integrità del segnale.

    3. Salve Mariano,
      agire sul segnale digitale è probabilmente la scelta tecnicamente più conveniente. Per quanto riguarda la sua curiosità, lo schema del ground loop è probabilmente riconducibile alla situazione classica di Fig. 5 (seppur con modalità diverse). Il punto in cui il rumore entra nella catena d’amplificazione, e di conseguenza si rende evidente, dipende da una varietà di fattori la cui valutazione è possibile solo esaminando direttamente gli apparecchi coinvolti. Come in tutti i casi, comunque, il ground loop determina una variazione in AC del potenziale di massa che, sommandosi col segnale, origina il rumore.

  8. Buongiorno e complimenti per l’articolo molto dettagliato! Ho un problema di fastidiosissimi ronzii e fruscii collegando il portatile al mixer. Se alimento il pc con il suo trasformatore (spina a tre poli) ho rumore. Se invece alimento il pc a batteria il rumore sparisce. Che soluzione posso adottare per eliminare i ronzii dovuti all’alimentatore? Grazie!

    1. Salve Marco,
      il suo sembra essere un proprio un ground loop. Per risolverlo, le suggerisco di procurarsi un isolatore di massa (“ground loop killer”) da inserire tra PC e mixer.

    2. Grazie perla risposta. Mi sorge però un dubbio. Dovrei acquistare un isolatore di massa rca oppure un isolatore di massa per alimentatore. Magari la domanda è idiota ma meglio chiedere prima di sbagliare! Grazie mille

    3. Salve Marco,
      suggerirei di impiegare un isolatore audio RCA, che assicura che non venga compromessa la sicurezza dell’apparecchio.

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