Simboli di terra e ground.
Simboli di terra, chassis e ground.

“Ground” è un punto di riferimento in un circuito elettrico. È usata come punto di riferimento per le misure di tensione. Di conseguenza, una tensione può essere sopra la terra (positiva) o sotto la terra (negativa). Questo è molto simile a un geometra che prende un punto di riferimento in una certa posizione e riferisce tutti gli altri punti a quel dato.

Terra

Esempio di terra della cassa dell'apparecchiatura.
Esempio di terra della cassa dell’apparecchiatura.

Il riferimento più comune è la terra stessa. I sistemi di alimentazione sono di solito “messi a terra” ad un certo punto per fornire un riferimento per le tensioni del sistema. Il simbolo della terra rappresenta le piastre parallele che sono state sepolte nel terreno per assicurare una buona conducibilità. (Le piastre erano collegate da un filo e le prime forme del simbolo mostrano la linea verticale che collega tutte le piastre. Il simbolo moderno “più pulito” omette la verticale.)

Chassis

Esempio di connessione del telaio.
Esempio di connessione del telaio.

Il simbolo del telaio di solito indica la connessione a un telaio metallico come quello di un veicolo o il contenitore metallico di un pezzo di equipaggiamento come un amplificatore o un oscilloscopio.

Quando è usato con il simbolo GND standard sotto apparirà spesso solo una volta per indicare il punto del circuito dove è fatta la connessione del telaio.

Massa o GND

L'uso del simbolo dà una visualizzazione istantanea dei punti a terra sul circuito. Elimina anche alcuni cablaggi e libera lo schematico.
L’uso del simbolo di terra dà una visualizzazione istantanea dei punti messi a terra sul circuito. Elimina anche alcuni cablaggi e libera lo schema.

I simboli di terra indicano il punto di riferimento generico. Anche se non c’è una connessione a terra o al telaio, è comune riferirsi a un punto o a una tensione nel circuito come “terra”. Nelle apparecchiature in cui è previsto l’isolamento elettrico tra le sezioni del circuito possono essere richiesti due o più simboli di terra per indicare a quale terra sono collegati i componenti.

Esempio di terra isolata.
Esempio di terra isolata. Notate che il lato DC a sinistra ha un simbolo di terra e il lato AC a destra ha un simbolo diverso.

Massa analogica e digitale

Esempio di separazione di terra analogica e digitale.
Esempio di separazione di terra analogica e digitale. Notate che il circuito analogico ha denominazioni di terra separate da quello digitale e che c’è una connessione definita tra i due. Normalmente questa connessione sarebbe il più vicino possibile al comune dell’alimentazione.

In circuiti con circuiti misti analogici e digitali può essere molto importante evitare che le correnti di commutazione digitali interferiscano con i segnali analogici. Nei circuiti audio, per esempio, il mancato rispetto di questo requisito comporterebbe un rumore udibile in uscita. La soluzione è quella di fornire le masse analogiche e digitali e di collegarle solo in un punto in modo che le correnti nella massa digitale non possano causare fluttuazioni di tensione nella massa audio.

Esempi di misurazione della tensione

Misure di tensione relative alla massa del circuito.
Misurazioni di tensione relative alla massa del circuito.

Quando si prendono misure di tensione è normale pratica collegare il cavo comune, nero, al comune del circuito e sondare altri punti del circuito con il cavo V, rosso. I risultati per varie configurazioni di una batteria da 9 V sono mostrati sopra. Lo strumento visualizzerà un valore positivo o negativo a seconda del potenziale del punto rispetto al riferimento di terra scelto.

Nota che in questi esempi di circuiti non c’è alcun collegamento a terra o alla rete elettrica. Questo non ha importanza nella maggior parte dei casi, dato che siamo interessati solo alle tensioni relative all’interno del circuito.

Massa virtuale

In molti circuiti analogici è utile avere una “massa virtuale” che è tipicamente il punto medio dell’alimentazione single-ended. Queste sono popolari nelle unità di effetti per chitarra, per esempio, dove i segnali musicali devono essere processati ma l’alimentazione è limitata a una singola batteria da 9 V.

Massa virtuale usando un op-amp.
Una massa virtuale può essere creata usando un op-amp. Qui abbiamo usato simboli diversi per la terra primaria e la terra virtuale per fare una chiara distinzione.

Come funziona:

  • R1 e 2 forniscono un riferimento VCC/2.
  • C1 stabilizza la tensione di riferimento e la mantiene costante durante le fluttuazioni di VCC.
  • U1 fornisce la massa virtuale.
  • C2 è il condensatore di disaccoppiamento dell’alimentazione per l’op-amp.

Vedi anche

  • Opto-triac, relè a stato solido (SSR), zero-cross e come funzionano.
  • Optoisolatori.
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