Ground lift
L'interrupteur de masse
Earth lift
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Le "ground lift" (parfois appellé "earth lift") se retrouve sur les appareils de sonorisation, parfois sur certains amplificateurs de puissance (qui ont une alimentation avec prise de terre), sur certains amplificateurs à lampes,... Cete fonction n'est présente que sur certains amplificateurs de sonorisation avec prise de terre.

Il s'agit d'un interrupteur qui coupe la liaison entre le fil de masse et le chassis de l'appareil. Mais pour expliquer la fonction de cet interrupteur, il faut faire un retour en arrière.

Il s'agit d'une fonction qu'on retrouve dans les amplificateurs audio, que nous allons ici classer deux catégories.

Amplificateurs sans prise de terre

Nous avons d'abord les amplificateurs alimentés avec un cable simple (sans prise de terre). Ce sont les amplificateurs les plus courants (amplificateurs pour usage domestique). La masse de cet amplificateur est flottante, elle n'est référencée à rien. Ce n'est pas une solution idéale, car les parasites peuvent aisément pénétrer dans l'appareil et en influencer le fonctionnement, surtout si celui-ci contient des composants haute impédance (amplificateurs à lampes de radio).

Mais dans certains cas, l'appareil est mis à la masse via un cable d'antenne. C'est une bonne solution, car les parasites peuvent être évacués via cette masse. Les parasites sont produits par des appareils défectueux ou fonctionnant à grande puissance (par exemple les onduleurs des panneaux photo-voltaiques). Les parasites sont véhiculés par les cables d'alimentation, mais se propagent également via l'air (onde radio) car las parasites ont des composantes haute fréquence.

Le boitier métallique s'il est relié à la masse va absorber les parasites, mais si le boitier est laissé flottant il peut au contraire transférer les parasites aux composants de l'ampli (le boitier métallique de l'ampli agit comme antenne). Eventuellement on peut prévoir une mise à la masse qui peut amériorer le rapport signal/bruit de l'ampli.

Amplificateurs avec prise de terre (alimentation 3 fils)

Les appareils qui n'ont pas de connection d'antenne peuvent être mis à la masse via le cable d'alimentation si celui-ci a trois conducteurs (phase, neutre et masse). Cette masse peut être perturbée par les parasites de secteur, mais c'est souvent une meilleure solution que pas de masse du tout pour les appareils qui sont utilisés dans un environnement avec un electrosmog très présent. Les appareils qui ont une telle connection à la masse sont généralement les amplificateurs plus puissants (amplificateurs de sonorisation) qui ne peuvent pas utiliser de cable sans masse (limité à 2.5A, donc 500W environ).

Nous avons donc le branchement de la figure 1: un amplificateur avec une entrée (par exemple un micro ou un récepteur bluetooth), une sortie et une alimentation à trois fils. La masse (PE = protective earth) est connectée au boitier et permet d'évacuer les parasites.

--- Pour plus d'unformations sur les différents branchements électriques (par exemple la différence entre la masse et le neutre), voyez cette page sur l'électricité: masse, neutre et phase ---

Si maintenant nous ajoutons un appareil relié à une autre masse (par exemple via le cable d'antenne) nous avons une boucle de masse qui se forme. Toutes les masses ne sont pas identiques: la masse électrique (PE) peut avoir un potentiel légèrement différent de la masse d'un cable d'antenne. Un léger courant peut ainsi circuler de l'antenne à travers le récepteur puis l'ampli jusqu'à la prise d'alimentation. Ce courant peut produire des distorsions audibles et une chute du rapport signal/bruit.


Le courant dans la boucle de masse est indiqué en rouge

C'est pour éviter ces courants parasites (et la réduction du rapport signal/bruit qu'il engendre) que la construction d'un ampli doit répondre à certains critères, notament la masse unique. Comment réaliser un ampli (problèmes de cablage et de masse) est expliqué ici.


Nous avons ouvert l'interrupteur ground lift (coupure de masse)

Le courant parasite (boucle de masse) ne peut plus circuler, tout l'appareil se retrouve au potentiel de la masse de l'antenne.

Amplificateurs à alimentation 3 fils sans ground lift

Dans certains cas où l'amplificateur de dispose pas d'interrupteur de masse, on peut couper le fil de masse dans l'appareil même ou utiliser un cable où le fil de masse a été interrompu. Il faut controler que toutes les masses ont été interrompues, c'est par exemple le cas si un ordinateur (sortie audio) est relié à l'ampli, l'ordinateur utilisant un cable d'alimentation à 3 conducteurs. Ici aussi il faut couper le fil de masse. Ce sont des problèmes qui sont très difficiles à éliminer et parfois les distorsions augmentent quand on coupe un fil de masse (c'est souvent parce que le système complet est encore relié à une autre masse).

Généralement la masse électrique est plus perturbée que la masse d'une antenne (à cause des courants importants qui circulent dans les cables). L'utilisation de la masse d'une antenne est alors recommandée. Mais si le système ne dispose pas de connection d'antenne il faut utiliser une masse particulière. C'est par exemple le cas d'installations très haut de gamme.

La masse alternative peut par exemple être reliée à la canalisation d'eau (si elle est en métal) ou il faut utiliser un pieu de masse séparé. Au lieu d'utiliser des cables oxygen free 99.999%, il vaut vraiment mieux utiliser une masse séparée s'il s'agit d'une installation haut de gamme. Cette modification réduira beaucoup mieux les distorsions!

Je parle également de l'alimentation des amplificateurs à lampes sur cette page (filtres d'alimentation, phase-neutre-masse-terre)

Attention, actuellement il est interdit de couper le fil de masse des appareils qui ont une alimentation à 3 fils, mais on trouve encore de nombreux appareils qui ont un interrupteur pour couper la masse électrique, même des appareils avec marquage CE. Le marquage CE correspond à la norme au moment de la mise sur le marché de l'appareil. Dans certains cas, la coupure du fil de masse peut faire apparaitre des tensions élevées sur l'appareil. Le "P" de PE veut dire PROTECTIVE

Mais s'il y a une boucle de masse, cela veut dire que l'installation est mise à la masse via plusieurs appareils et vous ne risquez rien de couper la connection vers la terre a un des appareils.

Ground lift sur signal audio

Certains amplificateurs de sonorisation utilisent des petits transformateurs qui vont isoler électriquement les entrées de l'ampli (uniquement la composante audio est transférée à l'ampli), c'est expliqué sur l'image ci-dessous.

C'est une configuration qui est souvent utilisée dans les studios d'enregistrement qui utilisent de nombreux appareils, dont certains sont mis à la masse, d'autres pas, et d'autres sont reliés à une masse différente. Ces amplificateurs ont des entrées symmétriques (cable XLR) et disposent d'un petit interrupteur (un par entrée) qui va couper la connection de masse. Ici on ne coupe pas la masse de l'alimentation, mais la masse de l'entrée. L'entrée symmétrique est requise si on veut faire un ground lift, mais il existe des petits convertisseurs qui transforment un signal asymmétrique (sortie cinch de la source) en signal symmétrique (entrée XLR de l'ampli).

Il faut ici controler individuellement quelle configuration produit le meilleur rapport signal/bruit (connecté ou isolé).

Cette solution est utilisée dans les studios de radio où le signal audio peut par exemple provenir d'un récepteur téléphonique (qui a encore une masse différente) ou d'un récepteur dont le signal d'antenne a une masse perturbée. On utilise alors la masse du secteur (si elle est "propre") ou une masse totalement indépendante. Les grands studios ont une alimentation indépendante (avec des filtres parasites secteur et des transformateurs d'isolation).

Il n'est donc plus autorisé de couper la masse d'un appareil si celui ci est équipé d'un cable à 3 conducteurs. Par contre on peut couper le fil de masse du signal audio dans la partie A ou B. Il n'y a aucune préférence, mais s'il y a un interrupteur, il est souvent situé dans l'ampli (partie B). Il ne faut pas couper la masse des deux cotés, autrement le blindage du cable n'est plus mis à la masse.

Cette coupure n'est possibe que si l'ampli a un transfo d'isolation, autrement il peut y avoir une différence de potentiel qui apparait entre les deux appareils. Ce potentiel peut détruire l'étage d'entrée de l'ampli. Le second schéma montre un cable symmétrique (XLR), mais le système est identique avec une source asymmétrique.

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