I ground loop

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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).

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.

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.