Electronic DIY

Grounding (Erdung)

Grounding (Erdung) von Verstärkern

Um Störungen wie Rauschen oder Brummen zu vermeiden, sind bei der Verkabelung von Verstärkern, insbesondere Vorverstärker und Phonovorstufen, einige Dinge beachten.

Brummschleifen

Brummschleifen können, wie der Name schon sagt, ein unangenehmes Brummen im Verstärker verursachen. Dieses trübt natürlich den Hörgenuss erheblich.
Brummschleifen entstehen dann, wenn die Erdung (Ground) über zwei verschiedene Wege von und zurück von der Signalquelle geführt wird. So kann, wenn z.B. eine RCA Eingangsbuchse einmal direkt über das Gehäuse und gleichzeitig über eine weitere Leitung über z.B. die Verstärkerplatine geführt wird, eine Schleife erzeugt werden, die ähnlich einer Antenne wirkt. Diese nimmt dann Streustrahlungen von außen (z.B. nieder- und hochfrequente Abstrahlungen von Geräten) und aus dem Gerät selbst auf. Typischerweise 50 und 100 Hz, die aus schlecht abgeschirmten Kabeln usw. abgestrahlt werden. Da die Groundleitung ebenso das Signal trägt wie die eigentliche Signalleitung (als Rückweg zur Quelle) werden diese Störungen verstärkt. Dies macht sich besonders bei Phono Verstärken mit ihren hohen Verstärkungsfaktoren (>60 dB) bemerkbar.

Um solche Schleifen und andere Stör-Einstreuungen zu vermeiden, sind u.a. folgende Punkte zu beachten.

Interne Verkabelung

  • Die Signalleitungen sollten immer nur einseitig mit der Abschirmung auf Ground gelegt werden.
  • Die RCA-Eingänge dürfen keinen direkten Kontakt zum Gehäuse haben (falls es ein Metallgehäuse ist).
  • Falls möglich, immer geschirmte Signalleitung verwenden. Zumindest von den Eingangsbuchsen zum Verstärkereingang.
  • Alle Groundverbindungen sollten sich in einem einzigen Punkt treffen (Star-Ground). Dieser Punkt kann entweder direkt an den Siebelkos des Netzteils oder auch bei den Eingangsbuchsen liegen. Hier gibt es keine exakten Vorgaben.
  • Immer möglichst kurze Kabel verwenden.
  • Auf den Platinen die Groundverbindungen für Signal- und Versorgungsspannung so gut wie möglich trennen (auch hier gilt das Prinzip des Star-Grounds).
  • Analog- und Digital Ground sollten ebenso getrennt gehalten werden (z.B. über separate Ground Planes o.ä.
  • Bei Audio-Endstufen , in denen hohe Ströme fließen, sollten natürlich auch die verwendeten Leitungen über den passenden Querschnitt verfügen.

Gehäuseerdung

Zuallererst möchte ich unbedingt auf die Sicherheit eingehen!
Metallgehäuse MÜSSEN eine Verbindung zur Netzerde haben!
Der Schutzleiter (PE) muss direkt von der Netzeingangsbuchse zum Gehäuse geführt werden. Die Verbindungsleitung sollte immer so lang gewählt werden, dass sie zuletzt abreisst, damit, sollte es eine Unterbrechung geben,die Erdung zu jederzeit gewährleistet ist. Sollte nun der L-Leiter eine Verbindung zum Gehäuse bekommen, so spricht üblicherweise der inzwischen vorgeschriebene Fehlerschutzschalter (FI) im Sicherungskasten an. Oder zumindest sollte die Sicherung auslösen.

Beachten Sie diese Hinweise in jedem Fall! Es könnte ihr Leben davon abhängen!

Das Gehäuse sollte keine weiteren Verbindungen zu Schaltungsteilen sowie Ein- und Ausgängen haben. Um hochfrequente Signalanteile dennoch gegen Erde ableiten zu können (und somit auch die EMV zu verbessern) verbindet man die Signalmasse über einen Widerstand parallel zu einem Kondensator mit dem Gehäuse (Ground-Breaker). Übliche Werte für die Bauteile sind 100Ω und 100nF. Der Kondensator sollte ein X2-Typ sein, der auch hohe Spannungen verträgt.

Die meisten (guten) Plattenspieler haben noch einen zusätzlichen Erdungsanschluss. Dieser sollte per Schraube mit dem Verstärkergehäuse verbunden sein. Hier kann es aber durchaus unterschiedliche Ergebnisse geben. Sollte es z.B. stärker brummen oder rauschen, wenn die Verbindung gemacht wird, so kann man diese auch weglassen.

Zuletzt sei noch gesagt, dass dieses Thema (bis auf die Sicherheitsaspekte) keine fest gemauerten Prinzipien hat. Probieren geht über studieren. 

Gut ist es immer dann, wenn es nicht brummt.

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