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그라운드 루프 잡음 제거할 광출력 장치 찾습니다.

Author
yoonminsoo
Date
2023-02-14 21:00
Views
1483
이번에 방송실/사무실이 접지가 잘 안 되었다는 사실을 발견하고 접지를 하였습니다.

그랬더니 생각지 않게 그라운드 루프 잡음이 발생하네요.

현재는 믹서 쪽에 접지를 제거하여 잡음을 막고 있지만, 아무래도 믹서를 만질 때마다 자주 전기가 느껴지네요.

 

<현재 배치>

믹서  ->  PC (오디오 인터페이스)

 

제 생각에는 믹서와 PC 사이에 AD 컨버터 기능이 있는 장치를 달면 될 것 같은데 적당한 장비를 찾을 수 없네요.
  1. 저가 AD 커버터를 주문하였는데 불량품이 도착하였네요. 불안해서 저가 컨버터는 사용하기 곤란하네요. 교회 인터넷 방송을 하는 것이라서요.
2. 광출력 있는 오디오인터페이스는 다 PC에 물려 사용하는 것이라 루프 잡음이 다 들어갑니다.

 

그래서 PC에 물리지 않고 오디오 신호를 광출력으로 보내어 PC에서 광입력 받으면 될 것 같네요.

 

요점: PC 없이 오디오 입력(모노 2개/스테레오 1개)을 광출력으로 내보낼 수 있는 기계를 찾습니다. 앰프, 오디오, 믹서 등.

 

너무 비싸면 곤란하고요. 그러나 안정적이어야 합니다.
Total 14

  • 2023-02-15 10:10

    네. 이제 상황이 이해되었습니다. ^^

    ○ 그런데 큰 맹점이 하나 있네요.

    건축 시 철제 문을 배치하고 틈새를 시멘트로 보강을 하고... 그것이 1층, 2층... 어딘가에, 그러니까 '대지'라고 생각한 면에 붙어 있는 상황이겠습니다. 그러나 그것은 대지가 아니고 또... 철제문이 완벽하게 땅에 박히는 접지 동(銅)봉과 같은 역할을 할 수는 없을 것입니다. 말씀인 즉, 한국전력 전주의 대지 접지라인을 기준으로 불안정한 상태로... 전위가 떠있는 상황이라는 것입니다.

    건축을 할 때의 접지라인(= 벽면 콘센트 접지)은,

    콘센트 접지라인을 묶고 전선으로 동봉에 연결하고 그것을 1m쯤? 땅 밑에 박습니다. 그러면 흙, 수분 그런 것들에 의해서 땅과 동봉 위쪽 끝부분의 저항값이... 10오움? 100오움? 아무튼 어떤 규정치 이하로 나오게 됩니다. 끝부분이 전선으로 벽체 컨센트의 접지 단자에 연결되니까 그곳과 땅의 저항값은 논리적으로 그정도일 것이고요. 어찌 해도 안 되는 토질의 경우는, 동봉을 여러 개 박기도 하고... 저항계 테스트 넘어가려고 막무가내로 소금물을 뿌리기도 하고 그렇습니다.

    그런데요. 국가 준공 규정이 있어도 사실은 좀 그렇죠. 맑은 날, 비오는 날, 여름, 겨울 다 다를 것인데요. 그래도 어쨌든... 콘센트 접지 핀이 "땅에 연결되어 있다"라는 점 그리고 저기 어딘가에 있는 한전 전주의 어떤 선 하나도 "땅에 연결되어 있다"는 점 그리고 "그 둘은 연결되어 있다"는 점은 맞는 이야기입니다.

    ○ 여기서,

    1) 그 '땅'이 도전체인가? 네. 어떤 조건으로 얼마 만큼의 전류를 흘리고 있는지는 알 수 없지만, 그리고 그것은 관점의 차이일 뿐이기에... 일단 뭔가 흐르기는 하기 때문에 "그렇습니다"

    2) 철제문은 땅에 연결된 도전체인가? 현재 있는 조건에서는 기대하는 조건이 아닐 가능성이 매우 높습니다. 상대적인 관점에서 NO인 것이죠. 시멘트를 통해서 전류가 흐르는 것과 1m 밑의 축축한 흙을 통해서 전류가 흐르는 것은 확실히 다르니까요.

    3) 그러면 어디에 연결해야 하는가? 땅 밑을 거쳐서 오는 수도관, 도시가스 배관이 적당할 것 같습니다. 물론, 수도관이나 가스배관에 대단한 특수 절연 코팅을 했다고 하면 의미가 없겠지만, 사실 그럴 일은 없을 것이네요.

    ○ 상황을... OP.AMP 등 증폭 회로가 들어 있어서 작은 신호에 민감할 믹서 입장에서 상상해 보면,

    1) 기존 상태 = 모든 것으로부터 격리된 AC 두 선으로 정류, 신호를 처리하고 입력 라인도 (DC 관점의) GND에 잘 물려 있었다. 논리적으로, 물리적으로 아무 문제 없음.

    2) 변경된 상태 = 믹서의 AC Inlet 3개 핀 중 하나가 새시에 연결되어 있다. 그리고 그쪽을 통해서 모종의 부유 전위가 생겼다. 그 부유 전위는 사람을 감전할 정도인데...

    3) 그 등락하는 전위가 새시 안에서, 마침 새시와 연결된 DC 전자회로의 GND 라인을 통해서 PCB 보드 안으로 유입되어 그라운드 루프와 비슷한 현상이 생겼다.

    ※ 공급전압 12V, GND가 있는 회로가 있다고 하고... GND 라인에 AC 교류선 하나를 인가하면 맥동 신호가 그것을 타고 들어가서 오류 신호를 입력하는 것과 같은 현상이 생길 수 있습니다. 같은 회로인데 DC와 AC가 다르게 작용하는 것이지요. 마찬가지로 DC, AC 60Hz, 1Mhz RF를 GND 라인에 섞을 수도 있고요. 각각의 전기적 에너지의 속성이 전혀 다르기 때문에 얼마든지 혼합이 가능한 것으로.

    4) 그 관점에서는 그라운드 루프가 아니고 외란에 의한 잡음으로 정의하는 게 맞다.

    5) 이상 전압 혹은 이상 신호는 (믹서 문제가 아니라면) PC 쪽 SMPS 파워모듈에서 왔을 가능성이 있다. PC 쪽의 고장이 아니라 그 파워모듈 안의 성상이 그런 것뿐이다.

    ○ 그러면 PC와 믹서의 AC 접지 핀을 수도관에 연결하면 증상이 해소될 것인가?라는 질문을 해보게 됩니다. 수도관과 한전 접지선의 저항이 100오움? 이라는 규정치 이내라면 그렇게 되겠네요. 아니라면 하나마나가 될 것이고요. 그것을 확인하는 방법은 접지저항을 측정하는 전문 테스터를 쓰면 됩니다. DIY 세상에서는 곤란한 일이지요. 그러므로... 어떻게든 PC/MIXer 공통 선을 금속 수도관에 연결하고 전/후를 비교해보면 되겠습니다.

    참고로 요즘은 플라스틱 급수 튜브를 쓰는 경우가 있기 때문에 화장실 세면기나 눈에 띄는 금속부에 연결하는 것은 결과를 장담할 수 없을 것이죠? 예를 들어 눈에 보이는 반짝반짝 수도꼭지에 공용 접지라인을 연결해도... 벽 안쪽 배관은 플라스틱일 가능성을... 그러니까 반드시 창문 밖, 대문 밖에 있는, 땅에 박혀 있는 금속 물체를 찾아서 연결해야 합니다.

    soondori-bltn-20230215-40.png


  • 2023-02-15 10:41

    대문 접지 포함, 모두 연결된 현재 상태에서

    PC쪽 플러그만 180도 바꿔보셔요. SMPS 중성라인 겸 접지 라인이 콘센트 HOT 삽입구(접지 라인 기준 220V)에 연결되어 있는 것을 상상했습니다. 그러면 믹서 입장에서는 접지라인으로 AC 고압이....

    그리고 나서 다른 대지 접지점을 찾아보시는 것으로 하시면...

    엘리베이터 노이즈 문제, 누전 문제가 아니라면 그냥 과거처럼 2선식 시스템으로 사용하셔도 좋을 것입니다. 이 전원라인 접지에 의해서 극단적인 음의 향상이 있을 것이라고 생각하지 않기 때문에 드리는 말씀입니다.

    물론 접지가 매우 중요한데요. 그 접지를 기기 내부, 기기 대 기기 연결에 국한하여 생각하시는 게 어떨까요?


  • 2023-02-15 20:24

    PC와 믹서 둘 다 접지를 제거하면 정말 음질이 너무 너무 깨끗합니다. 접지를 웬 만큼 제대로 잡지 않는 한 미세한 잡음까지 제거하는 것은 사실상 힘들 것 같습니다. 접지를 엄격하게 하는 것도 힘들지만 한다고 해도 이만한 음질을 얻을지도 미지수고요.

    현재 테스트해 보니, 접지를 하지 않아도 절연이 잘 되어 감전될 일은 없을 것 같습니다. (이전에 언급한 감전은 새시를 만져서 온 것이 아니라 믹서의 오디오 코드를 잡으니까 좀 찌릿한 것입니다.) 그러니 2선 시스템으로 가는 것이 좋을 것 같습니다. (혹시 가끔 정신적으로 충전이 되면 이런 저런 시도를 해 볼 계획입니다.)


  • 2023-02-15 21:31

    네.... 대지 접지에 의한 전력 선로 보호, 낙뢰나 외부 써지로부터 가정 내 기기 보호 그리고 부차적인 효과로서 유입 RF성 잡음의 되돌림 (엘리베이터나 공장 모터 잡음) 정도 외에는... 2선식 AC 장치에서는 무시해도 되지 않을까 싶습니다.

    기기 안쪽 새시와 PCB GND 포인트의 저항값이 없도록 하는 것, 입출력 단자의 GND 라인 간 접촉 저항을 최소화한 정도만 해도... 말씀하신 것처럼 항상 좋은 소리를 들을 수 있을 것 같네요.

    피드백 고맙습니다. ^^


    • 2023-02-18 14:04

      결국 실험에 실험을 거듭한 결과 접지로는 해결되기가 어려운 것 같아서, 광 출력 방법을 사용하였습니다. 깔끔하게 해결되었습니다. 모든 곳 정상적으로 접지를 하였고, 소리도 깔끔하게 나옵니다.

      이론적으로 광출력은 믹서와 PC를 전기적으로 완전히 분리시키는 것이기 때문에 그라운드 루프 문제는 발생할 수가 없습니다. 음질도 제 귀로는 구분할 수 없을 정도로 깨끗합니다.


      • 2023-02-18 20:27

        네. 여러 가지 다양한 시도를 하시고... 좋은 일이네요. 역시 오디오 DIY가, 재미있고 유익한 일이라는 생각을 해보았습니다. ^^


  • 2023-02-14 21:03

    참, 아이솔레이터는 음질 열화 문제가 있어서 곤란합니다.


  • 2023-02-15 06:10

    안녕하세요?

    ○ 상황 이해가 어려워서 그림을 그려보면 아래 첫번 째가 되고,
    ○ 건물 접지를 처리하고 갑자기, 1) 기기를 만지면 감전된다, 2) 스피커에서 잡소리가 난다 정도로 현상을 정의하면 Before(=상황 A)/After(=상황 B)는 두번 째가 된다고 생각하였는데...

    이렇게 이해하는 것이... 개념적으로 맞습니까?

    그리고 먼저 말씀드리기를... 감전 현상은 치명적인 이슈라고 생각하니까 근본적인 문제를 해결하지 않고 AD 컨버터, 광 연결 등 우회 대책을 마련한다는 게 어색합니다?

    예를 들어 AC 콘센트의 세가닥 선(교류 A, 교류 B, 접지 GND)에 대해서, A~GND, B~GND의 미세한 전압이 다릅니다. 멀티미터로 확인을 해보시고... 또 그러면서... 전체 기기에 전원을 공급하는 메인 전원 플러그를 반대로 꽂아보시면요? 혹시나해서요.

    (내용 추가) 그리고 소스기기, 편집장치, 서버 등 각종 전자장치는 여러 개 벽면 콘센트에 물려 있는 것인가요? (예) 파워드 스피커를 쓰는데 마침 방송실 전력 라인이 아닌, 저 멀리 떨어진 곳의 전력 라인에 연결된 상태입니까?

    후속 댓글 기다리겠습니다.

    T_soondori-bltn-20230215-1.jpg


  • 2023-02-15 07:36

    참고용으로... 주상변압기, 대지접지, 가정집 콘센트, 기기 새시 그라운드 및 기기 접속 등의 상관 관계는 다음과 같습니다.

    여기서... A 기기의 HOT 라인, 중선선, 접지선 3개의 위치 즉, 콘센트 연결 구조와 B 기기의 위치/구조가 다를 때 어떤 일이 벌어질까요? 이것은 각 기기 내부 전자회로의 DC 공급 전원, PCB GND, RCA/XLR 케이블의 신호 라인이나 공유 GND 라인과 다른 관점의 평가입니다.

    건물 접지를 한다고 해서 갑자기 그리고 반드시 문제가 생길 이유는 없을 것이지만, 여러 개 장비를 물려 놓은 상태일 것이고 그중에 어떤 것이, 어떤 작용을 하고 있을지도 모릅니다. 콘센트 꼽는 것을 180 바꿔보시거나 각 기기의 대지 접지선과 새시의 저항값을 측정해보거나 해서... 모종의 문제점을 찾는 게 어떨까 합니다. 멀티 콘센트쪽은 정상인지, 어떤 것은 대지 접지 핀이 있지만, 제대로 결선이 안 되었을 가능성에 0.001%라도 있을 듯하고요.

    ※ 콘센트 대지접지를 기준으로 다른 두 개 핀 중 하나와 연결하여 220V, 나머지와 연결하여 몇 볼트 정도면 콘센트 접지는 정상입니다. 콘센트 대지접지가 기기 금속 새시에 연결된다는 점 유의하시어... 그 조건에서 기기의 대지접지가 어떠한지를 살펴봐야겠습니다.

    아무튼... 대체로... 그런 문제일 것 같습니다. 쉽게 해결할 수 있을 것으로 예상하고 그러면 광 연결을 생각하지 않으셔도... 그런 바램인 것이죠.

    T_soondori-bltn-20230215-10.jpg


  • 2023-02-15 07:46

    그림 올립니다.
    믹서 쪽 콘센트를 바꾸어 꽂아도 똑같이 잡음이 들리네요.

    photo_2023-02-15_07-43-20.jpg


  • 2023-02-15 07:57

    아이쿠! AC 콘센트 접지에 대한 이야기가 아니라... 동작 중인 여러 기기의 공유 GND라인 설정 작업이었군요.

    #2, #3 그림만 놓고 보면,

    1) 공유 GND 라인과 2) PC/오디오인터페이스/믹스 3종 기기가 각각 갖고 있는 GND 라인 두 가지 즉, 다중 GND 경로에서 미세한 전위차가 발생하는 것 같습니다?

    그렇게 생각하다가 이해가 안 되는 것은...

    마지막 그림에서 공유 GND 라인 왼쪽 끝에 특별히 접지 표시를 하셨는데요. 이게 콘센트 접지를 뜻하는 것입니까? 아니면 (앞서 제가 이해하고 있는 바) 콘센트 접지와 무관한... 예를 들어, 별도의 독립적인 와이어를 연결한 것입니까?

    사진을 주시면... 만에 하나 <벽면 콘센트 접지 연결>을 뜻하는 것이라면 이것은 오류가 확실하고요.


  • 2023-02-15 08:47

    벽면 콘센트 접지입니다. 정확히 말하면 벽에 박힌 현관문 철제 금속 프레임과 멀티탭들의 접지 핀을 전선으로 연결한 것입니다. 측정해 보니, 작업 후 그라운드와 PC 새시, 그라운드와 믹서 새시 저항은 각각 거의 0입니다.


  • 2023-02-15 08:54

    한 곳의 철제 금속 프레임에서 선을 따서 관련된 두 멀티탭들의 접지 핀에 연결시키는 방식으로 작업을 했습니다. 그러므로 PC 연결 멀티탭과 믹서 연결 멀티탭은 전선으로 접지가 연결된 것입니다.


  • 2023-02-15 08:58

    사진

    4B577C96-5C4D-40E1-890C-969C37D2AADF.png


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