* 대화 글을 읽는 다른 분들을 위해 적습니다.

제가 무심결에 아날로그 그라운드, 새시 그라운드라는 말을 썼습니다. '○○○○ 그라운드'의 개념적은 다음과 같습니다.

'최강의 검' 방송 프로그램을 보면 출연자가 칼을 가지고 파인애플, 대나무... 그런 것을 싹뚝 자릅니다.



○ 자르기 전 상태를 보면,



대나무의 외곽 윤곽선은 들쑥날쑥이고 밑에는 탁자 같은 게 있습니다. 위쪽 윤곽을 전압 등락으로 간주, 상상해 보면 그것은 <아날로그 신호>입니다.

전압은 수압과 같은 압력이니까 가압하는 쪽 전위와 흔히 0.0V인 전위 즉, 그라우드 또는 접지라는 전위가 있어야 합니다. 그래야 전위나 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 전기나 물이 흐르지요.

탁자는 0.0V인 전위와 같습니다. 그리고 그것을 땅, 토대에 해당하는 의미가 강조된 그라운드라고 합니다. 운동장을 영어로 플레이 그라운드(Play Ground)라고 하는 것을 상상하시면...

아무튼, 그런 식의 상상하에,

"아날로그 신호를 다루는데 있어서 최저 기준 전위를 아날로그 그라운드라고 하고 대체로 그 전압값은 0.0V이다"로 간단히 정리할 수 있습니다.

○ 이번에는 장면을 조금 다르게 해석해봅니다.



휘두르는 칼의 높이는 출연자가 정한 어떤 기준값이었습니다.

그 기준값을 초과하는 것과 아닌 것이 있는데 초과한 것은 잘려 나갔고 초과하지 않은 것은 그냥 그 자리에 있습니다. 가만히 보면, 같은 대나무를 두고... 1) 한번은 외곽선을 아날로그 신호라고 해석하고, 2) 칼을 휘두르는 행위를 개입하여 높다, 낮다로 해석합니다.

그런 모습을 보면서 상상해 보면... 한쪽에서 아날로그 신호로 인식했어도 그 것을 어떤 기준값 이상일 때와 아닐 때로 구분해서 해석하면 Digital 신호가 됩니다. 

기준값 이상을 High, 이하를 Low로 분류하고 High에는 1이라는 관념적 꼬리표를, Low에 0이라는 꼬리표를 달아줍니다. 그러면 계속 등락하는 어떤 파형에서 1010001 등 일련의 숫자가 나오게 됩니다. 예를 들어 저 분은... 00000... 하다가 갑자기 1을 만드셨고 직후 00000을 하신 것이네요.

어쨌든 각자 해석은 다르지만 1과 0 또는 High/Low를 구분하려면 아날로그 신호 취급에서처럼 전압 개념이 적용되어야 해야 하니까 역시... 기준이 되는 최저점이 필요하고 그것을 Digital Ground라고 합니다. 그래서,

아날로그 신호를 다루니까 아날로그 그라운드라고 했고 디지털 신호를 다루면 디지털 그라운드라는 하면 됩니다.

○ 그런 분류 방법을 가지고 오디오 기기의 금속 함체를 바라봅니다. 그곳에 철판으로 된 새시(Chassis)가 있으니까 간단히... '새시' + '그라운드' = '새시 그라운드'라고 하면 되겠고요. 비슷한 예로서, 자동차의 모든 단위 전자 시스템은 뼈대인 금속 틀에 연결되어 있습니다. 흔히 <자동차 새시>라고 하는 것에... 그러니까 그것을 '새시 그라운드'라고 하면 되겠네요.

○ 아날로그 그라운드, 디지털 그라운드, 새시 그라운드가 바라보는 관점에 따라 다르다고 정의를 했는데 상황에 따라 모두 합쳐진 것이 될 수도 있습니다. 분리되거나 합쳐지거나.

예를 들어 아날로그 그라운드를 앰프 새시 그라운에 물리적으로 접속됩니다. 반대로 새시 그라운드는 아날로그 그라운드에 접속되는 것이기도 하고요. 정보를 계산하는 쪽의 디지털 그라운드는 잡음에 민감한 아날로그 그라운드와 섞이면 노이즈를 유발하여 격리를 합니다.  그렇게 하려니 설계하는 분들이 양자의 개념을 분리해야겠습니다?

(▲ 인터넷에서 대충 가져온... A로 표시된 부분과 D로 표시된 부분이 격리됩니다. 그라운드 격리. 그렇지 않으면 D쪽의 펄스성 노이즈가 A쪽으로 가고, Analog to Digital 변환에서 아주 민감한 Analog 영역에서부터 변환 오류가 생길 것이지요? 그래서 각 영역의 패턴을 확실하게 분리하고 작은 저항을 삽입하거나 뭘 넣어서 격리하거나... 이런 부분의 설계는 고수준입니다)

○ 그렇게 보면, Analog/Digial/Chassis Ground와 흔히 쓰는 '접지(接地)'의 상관 관계는 어찌 되는가?라는 셀프 질문을 해볼 수도 있겠네요.

그냥 통칭어로 간주하면 편하겠습니다. 영어 Earth라고 하는 조치는 가장 낮은 전위에 무엇을 연결한다를 묘사하는 정도로. 그렇게 보면... 접지라는 광범위한 개념 밑에 아날로그 접지(=그라운드), 디지털 접지(=그라운드), 새시 접지(=그라운드)가 있고 하면 어떻겠습니까?

조금 더 나아가 지(地)가 무엇이냐를 생각하게 되지요? 본원적 의미는 땅, 흙, 지구입니다.

모든 발전소에서 전기를 생산할 때 그들은 발전기와 맨땅을 연결합니다. 구리 봉 하나 꽂는 게 아니고 터 파기한 다음에 철망 같은 어떤 커다란 금속 구조물을 땅에 묻고 진지하게 토대 공사를 하지요.

그들의 전기를 받는 가정집은 건축법상 구리 봉(=동봉)을 땅에 박게 되어 있습니다. 그러면 논리상 땅, 흙, 지구를 통해서 발전소와 가정집이 연결됩니다. 그것을 "대지(大地) 에 접지한다"라고 합니다. 공장에서 돌아가는 모터 등 전력 부하 장치도 다 대지에 접지를 하게 되어 있고요.

○ 이번에는 그런 거창한 시각 말고... 눈에 보이는 회로도에 국한해서 그라운드라는 용어를 적용해봅니다.  아래에서, 줄임말로 GND라고 표시하고 있습니다.



우 하단에 선을 여러 개 줄여가면서 그린 갈색 선 몇 개 그리고 GND라는 말로서, "이것이 땅, 대지, 흙, 지구에 준하는 역할을 한다. 그리고 그것은 이 회로도 안에서 그렇다"라고 합니다.

그리고... 이 회로를 만능 기판에 구현했을 때 주위에 금속 새시가 없을 것므로 '새시 그라운드'라는 말은 쓸수 없겠고 디지털 회로가 아니므로 '디지털 그라운드'라는 말도 쓰지 않을 것입니다. 즉, 표시한 것은 '아날로그 그라운드'입니다.

회로 동작에 사용되는 전기 에너지는 5V 또는 여타의 방법으로 표시하는 높은 전위에서 GND로 표시한, 가장 낮은 전위 쪽으로 흐릅니다.

○ 다음 사진에서, 1) <회로의 아날로그 그라운드>가 <새시 그라운드>에 묶였고, 2) 동시에 <전원 케이블의 중성선(=대지 접지선)>이 함체 즉, <새시 그라운드>에 묶였습니다.



이러면... 회로의 모든 아날로그 접지(그라운드)가 흙, 맨 땅을 통해서 발전소에도 연결되었고 더 확장하자면 기본의 기본의 기본인 Earth, 지구와도 연결된 셈입니다.

이상에서,

1) 우리말 접지 = 영어 그라운드이고, 접지/그라운드는 용도와 상황에 맞게 세분류한다.

2) 새시 그라운드는 오디오 함체를, 아날로그 그라운드는 RCA/XLR 케이블이나 전자 회로 안에서 흐르는 소리 신호를,

3) 디지털 그라운드는 블루투스 등 디지털 기기 안에 있는 어떤 회로 구간을 이야기한다 정도로 하고, 아날로그 신호를 다루는 빈티지 기기에서는... 눈으로 볼 수 없습니다.