„Masse“ ist ein Bezugspunkt in einem elektrischen Stromkreis. Er wird als Bezugspunkt für Spannungsmessungen verwendet. Folglich kann eine Spannung über der Masse (positiv) oder unter der Masse (negativ) liegen. Dies ist vergleichbar mit einem Vermessungsingenieur, der einen Referenzpunkt an einem bestimmten Ort nimmt und alle anderen Punkte auf diesen Bezugspunkt bezieht.
Erde
Die häufigste Referenz ist die Erde selbst. Stromversorgungssysteme werden in der Regel an irgendeiner Stelle „geerdet“, um einen Bezug für die Systemspannungen zu schaffen. Das Erdungssymbol steht für die parallelen Platten, die in der Erde vergraben wurden, um eine gute Leitfähigkeit zu gewährleisten. (Die Platten waren durch Drähte verbunden, und frühe Formen des Symbols zeigen die vertikale Linie, die alle Platten verbindet. Das moderne „sauberere“ Symbol lässt die Senkrechte weg.)
Gehäuse
Das Gehäusesymbol zeigt normalerweise den Anschluss an einen Metallrahmen wie den eines Fahrzeugs oder das Metallgehäuse eines Geräts wie eines Verstärkers oder Oszilloskops an.
Wenn es zusammen mit dem unten stehenden Standard-GND-Symbol verwendet wird, erscheint es oft nur einmal, um den Punkt im Stromkreis anzuzeigen, an dem die Verbindung zum Gehäuse hergestellt wird.
Masse oder GND
Die Erdungssymbole zeigen den allgemeinen Bezugspunkt an. Auch wenn es keine Erdung oder Gehäuseverbindung gibt, ist es üblich, einen Punkt oder eine Spannung im Stromkreis als „Masse“ zu bezeichnen. In Geräten, bei denen eine elektrische Isolierung zwischen den Schaltungsabschnitten vorgesehen ist, können zwei oder mehr Erdungssymbole erforderlich sein, um anzugeben, mit welcher Erde die Komponenten verbunden sind.
Analoge und digitale Masse
In Schaltungen mit gemischten analogen und digitalen Schaltungen kann es sehr wichtig sein, zu verhindern, dass digitale Schaltströme die analogen Signale stören. Bei Audioschaltungen zum Beispiel würde dies zu hörbarem Rauschen am Ausgang führen, wenn dies nicht geschieht. Die Lösung besteht darin, analoge und digitale Masse bereitzustellen und sie nur an einem Punkt miteinander zu verbinden, damit Ströme in der digitalen Masse keine Spannungsschwankungen in der Audio-Masse verursachen können.
Beispiele für Spannungsmessungen
Bei Spannungsmessungen ist es üblich, die gemeinsame schwarze Leitung an die Schaltungsmasse anzuschließen und andere Punkte in der Schaltung mit der roten Leitung V zu messen. Die Ergebnisse für verschiedene Konfigurationen einer 9-V-Batterie sind oben dargestellt. Das Messgerät zeigt einen positiven oder negativen Wert an, je nach dem Potential des Punktes im Verhältnis zur gewählten Erdungsreferenz.
Beachten Sie, dass in diesen Beispielschaltungen keine Verbindung zur Erde oder Netzerde besteht. Das spielt in den meisten Fällen keine Rolle, da wir nur an den relativen Spannungen innerhalb der Schaltung interessiert sind.
Virtuelle Masse
In vielen analogen Schaltungen ist es nützlich, eine „virtuelle Masse“ zu haben, die typischerweise der Mittelpunkt der unsymmetrischen Versorgung ist. Diese sind zum Beispiel bei Gitarreneffektgeräten beliebt, wo Musiksignale verarbeitet werden müssen, die Versorgung aber auf eine einzelne 9-V-Batterie beschränkt ist.
Wie es funktioniert:
- R1 und 2 liefern eine VCC/2-Referenz.
- C1 stabilisiert die Referenzspannung und hält sie bei Schwankungen der VCC konstant.
- U1 liefert die virtuelle Masse.
- C2 ist der Entkopplungskondensator für den Operationsverstärker.
Siehe auch
- Opto-Triak, Solid-State-Relais (SSR), Nulldurchgang und ihre Funktionsweise.
- Opto-Isolatoren.
