¿Un conector con varios pines GND hace un bucle GND?

Hay algunos estándares de cable que tienen varios pines GND en el conector propiamente dicho. Un buen ejemplo de esto es el conector SATA (tiene 3 de ellos).

Conector SATA

En realidad, cada pin GND tiene una impedancia ligeramente diferente, debido a diversos factores: calidad de la conexión, calidad del cable, edad del cable, etc.

¿Estas impedancias no coincidentes no formarían un bucle GND? ¿No sería mejor tener un solo pin GND (de mayor calibre si se necesita más corriente)?

Y si es un bucle GND, ¿por qué los cables están conectados de esta manera?

No obtiene bucles de tierra de múltiples conductores en un solo cable; obtiene bucles de tierra de otras conexiones a tierra entre los dispositivos en cada extremo, que podrían estar transportando otras corrientes.

Respuestas (3)

En la práctica, la diferencia de impedancia no es suficiente para causar un problema. Múltiples conductores de menor diámetro mejoran la impedancia sobre un solo conductor más grande debido al efecto pelicular. Además, los conductores de tierra pueden servir como blindaje entre otros conductores que pueden estar transportando señales rápidas y, de otro modo, podrían acoplarse capacitivamente a un conductor de señales adyacente.

Además del acoplamiento capacitivo mencionado por John D, existe un acoplamiento inductivo en las tasas de borde más altas. Idealmente, cada línea de señal tendrá un retorno que corre justo al lado; entonces la inductancia mutua hace que la corriente de retorno fluya en ese cable de tierra, no en los otros. La línea de señal y su retorno a tierra están básicamente en el mismo lugar, con corrientes iguales y opuestas anulándose entre sí para que no irradien ni acepten interferencias. Incluso si es un conector para una tarjeta y no un cable, y si no puede tener un pin de tierra para cada pin de señal, aún desea distribuir los pines de tierra de manera uniforme para que la distancia de cualquier pin de señal a un pin de retorno a tierra sea como cerca posible. La cuestión de la inductancia mutua es similar en un plano de tierra en una placa de PC. Los rellenos de tierra con una o más interrupciones no califican. Debe haber un plano de tierra continuo e ininterrumpido debajo de la traza. La corriente de retorno no toma el camino más corto posible; pero en cambio, debido a la inductancia mutua, la corriente de retorno viaja directamente debajo de la pista, tomando la forma de la pista, ya que eso es lo que le resulta más fácil. Esto también produce la menor interferencia y acepta menos.

Los tipos de bucles de tierra que plantean problemas son generalmente aquellos en los que el área efectiva del bucle es lo suficientemente grande como para capturar campos dispersos, y donde las corrientes inducidas en el bucle en su conjunto pueden, a su vez, inducir corriente en los cables que corren en paralelo durante parte de él, o donde tales corrientes crean una diferencia de potencial no deseada entre diferentes puntos en el bucle. Ninguna de esas condiciones parece aplicarse aquí.

El campo magnético creado por cualquier corriente inducida se opondría al campo magnético que indujo esa corriente. Si algunos cables fueran paralelos a los cables de tierra solo en una parte de su longitud, sería posible que los campos magnéticos en la parte donde no son paralelos se acoplen hacia el área donde son paralelos, pero con cables que corren paralelo en toda su longitud, eso no es un problema.

Del mismo modo, si la corriente inducida en uno de los hilos de tierra del cable tratara de hacer que el potencial de tierra de A fuera más alto que el del extremo B, la corriente inducida en otro intentaría hacer lo contrario, cancelando así el efecto.