用科学精神，干玄学的活--我又做了一个接地盒

zjize

自己在不久前出了一台电处，也就是自己的PS4000。当然，准确的说，还没有出。正式产品会在下周左右上市，不过，首批30台已经基本上卖光光了（在写这个贴时，已经全部卖光光下架了，哈哈）。这……，真是让自己喜出望外，看来，它想不大卖都很难。




它和市面上的常见的电源滤波器不一样，普通的滤波器也就是用电感（一般来说还是带磁芯的那种）和电容组成滤波网络而成，一般的只用差模电感，好的差模共模电感若干，加些所谓发烧元件，就成了。它的优点是便宜，电路简单，滤波效果实测参数并不差。但是，问题有两，一是电感是串进电路中的，而它的粗细有限得很，因此功率做不大，压缩动态很明显；二是带磁芯的电感高频特性不佳，十分影响系统的高频表现。而PS4000采用的是有源的方式进行滤波（大功率的座子里用的是RC的滤波器），它的基本电路如下：

上面的即为有源滤波器，提供最大5A的输出（标称功率1000瓦），滤波效果好，高频表现好，提供给音源、解码、前级以及合并式功放使用；下面的即是自己无源滤波的部分，采用RC的滤波网络，由于是并联，不影响功率，最大能提供15A的电流（共计是20A），提供3000瓦的最大功率，提供给大功率纯后级使用。共计4000瓦，自己精选了二种插座，红色的高频出色，白色的中低频更优秀。每组各两个，你可以根据自己的需求组合玩。
这个货一经推出，迅速就卖得差不多第一批没了（我自己要用的几个都不太够了）。然后，然后啊，马上就有人提出来了：为什么不做一个接地盒呢？
我kao，居然忘记了这茬了！
不管是任何电处，它们其实都只能处理电网中的问题（准确说是火线零线中的杂波），对于地线中的，以空间干扰为主的杂波，是无能为力的。而电网中的接地线，是以km为单位的，以常见的4mm平方的接地线为例，1km就是4欧多的电阻，如果再长，比如2km不重新埋接地装置，那就有10欧左右了，地线中的杂波，是接回不到大地中的（其实远远不止，因为还有大量的接头上的接触电阻）。因此，电网的要求是每隔一定距离（具体看电气规范）都要重新接地。但是，你猜电工会不会偷懒呢，哈哈。反正不接，也不会影响安全性。So，其实接地盒并不是玄学，利用这个装备，它是可以滤掉地线中的杂波的。如下图所示，由于空间中存在大量的电磁波（比如wifi和手机信号等），而地线做为导体，本质上相当于天线，它里面不可避免的会带上各种杂波也就是干扰信号。

很幸运的是，自己曾经在台资干工务领导时，手下有中级电工一位，跟他一起做久了（在台资，领导也是要啥都干的），也学习了不少的电工知识。也因为这点知识，后面自己还混进了一家风电设备的公司干了几天，学会了不少的电气知识。所以，就准备自己上，搞一台。算是管杀又管埋，哈哈。这玩意儿技术含量很低，我也就挣个烟钱，苍蝇腿也是肉啊。

zjize

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接地盒的原理就是做一个假地（接地的种类巨多，真地、假地、悬浮地、引雷地，数字地、模拟地，每种都讲究一堆，可以说，接地的设计可以算是电路设计中最复杂的部分，水平高低体现就在这里），利用盒子里的电极和填充材料的充放电，达到类假于接地的功能去除地线中的干扰杂波。不过，它并不能真正取代接地，也不能增加系统的安全性。如果有条件，可以自己埋，找块菜地，挖一米来深，埋一根大约10cm的铜棒或15cm的铜管，再加几十斤的盐，接上接地线接到家里去，比俺这个好使。顺便说，淘宝上的接地铜棒都是一包铜皮的，直径只有10mm这样，根本不行。接触面积太小不说，没几天铜就腐蚀光了，不起作用。

于是，自己查了一下资料，我们的大地，介电常数表如下：


平均来看就是16这样，而接地的电阻要求如下表：

zjize

因此，设计要求就出来了。找介电常数为16的材料，做出来电阻率在50-300欧米的填充材料，再接上合适的电极，大功告成。这个很科学吧，一点玄学都没有。在做的时候自己也查了一下某宝上的接地盒，实话说，外行做的，连要求是啥都没搞清楚。还整了堆什么量子黑洞啥的名词，把俺这个学物理专业的笑得不行，嘿嘿。

查了一下常用材料的介电常数，如下：

最接近的是石墨和盐，不过，从导电的要求来说，盐是不行的。俺测了，不加水的话，大约6000欧米这样。加水的话，也只能达到2000欧米左右。不达标！我们的要求是50-300欧米，最好的50欧米，一般是100-200欧米，超过300欧米就不合格了。具体见上面的接地要求。
于是，购买材料一堆，开始干活。

yeeypc

介电常数的单位是欧米，受教了。

子弹飞

yeeypc 发表于 2025-7-12 20:41
介电常数的单位是欧米，受教了。

欧家人应该是跟电阻有关吧？

yeeypc

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子弹飞 发表于 2025-7-12 21:07
欧家人应该是跟电阻有关吧？

我这种初中水平的那里懂这些，认真看楼主发贴学习中。。。

cfg139

标记了一个技术贴

zjize

yeeypc 发表于 2025-7-12 20:41
介电常数的单位是欧米，受教了。

介电常数没有单位，就一个系数。欧米是导电率的单位。算了，这个比较复杂，你可能看不懂，很正常。

zjize

材料这个事是最搞人的，我查了一下，常用材料的介电常数是：



最接近的是石墨，因此，我购入了一些石墨：

不便宜啊！然后整了三个木盒，还买了几个金属盒，准备看看哪种好用。然后发现，如果要全填这个玩意儿的话，就是小的木盒子，一斤都不够，压实的话，可能需要1kg才行。而如果是金属盒（我买的那个挺大的），1kg都不够，我估计要2kg。总之，我后面大部分的精力都花在了找替代材料上了，因为光用导电石墨成本太高，而且，它的导电电阻还不低（大约在200-300欧米）。
木盒是这样：


金属盒是这样的：


其它材料我一直在试，比如，金属粉未，它不行，阻值得以千欧米来计。


还有普通的碳粉，也不行：


我甚至试过了河沙加盐加水等等各种方式。


结论就是，统统不行。当然，我还是找到了一些可以的方式，利用它们混出来了在电阻上200欧米的填充材料：


实话说，不算特别理想。我心里的目标是100欧米的，感觉还需努力。

zjize

至于电极，我准备了三种，一是铜片，二是铝片，三是另一个好东西：法拉电容。


这个货是不久前发明的，可以拿来做电池用的电容。优点是容值特别大，像这一只，大小和一节5号电池差不多，容值高达350F，你没看错，单位是法拉。是普通10000uf的电容的35000倍。充满电，拿来给当充电宝用都没有问题。众所周知，地球是一个准导体，它的容值也就几十法拉这样。所以我准备拿它来做电极，看看能不能仿一下地球，哈哈。它的缺点有两个，一是压耐值只有2.7V，非常小；二是它不是无极性的，而是有正负的。
是的，它一到，我就发现了两个大问题。一是这玩意儿耐压值太低，真把它接入进去，稍微地线带点电，大家就会听到里面一声闷响，搞不好连接地盒都炸了，就喜剧了。当然，实际上不太可能，就算它炸了，动静也不会有自己在变频器生产企业里见到过的高压电容烧恐怖，因为它电压很低，所以库存的电量并不至于太多（都忘记了，自己还在变频器的公司里干过几天）。而另一个问题是，自己没办法给它一个充放电的回路，而没有这个回路，它如何工作呢？
总之，我只好瞎理解弄了个似是而非的电路，并把它埋到填充的导体材料中去，希望它能有所作用……吧（在这种情况下，它倒是没有烧的可能了）。也就是自己的第一个样品，如下：
、
够难看的，哈哈。这都要能卖出去，我得笑死！经过简单“包装”，它变成了这个样子。

这就是从0-1的第一步，婴儿都不会很漂亮的，产品研发永远就是从这一步开始的。
顺便一说，我在接地线里加装了一个简单的抑制差模和共模的电容滤波网络，可以减少一点电网中的杂波（应该在20db左右吧）。所以，未来要买自己的接地盒，一定要用配套的接线，虽然不一定好看，但可以多少起一些滤波的作用。

yeeypc

zjize 发表于 2025-7-12 23:40
介电常数没有单位，就一个系数。欧米是导电率的单位。算了，这个比较复杂，你可能看不懂，很正常。

介电常数有二种，绝对介电常数和相对介电常数。

绝对介电常数有单位：法拉/米。

相对介电常数是某物质的介电常数和真空介电常数的比。

从介电常数推到导电率确实非常复杂，我是肯定看不懂。

能把这二个东西联系到一起，就不是正常人能理解的

zjize

yeeypc 发表于 2025-7-12 23:56
介电常数有二种，绝对介电常数和相对介电常数。

绝对介电常数有单位：法拉/米。

还知道查了，有进步。对于一个学物理，还在电子通信这类公司里干过多年的人来说，比正常人强一些才是正常的，哈哈。

yeeypc

zjize 发表于 2025-7-13 13:31
还知道查了，有进步。对于一个学物理，还在电子通信这类公司里干过多年的人来说，比正常人强一些才是正常 ...

对于一个学物理，还在电子通信这类公司里干过多年的人来说

竟然能把介电常数和导电率混在一起。。。

确实一步跨出正常人的行列。

zjize

做好后，赶紧上系统听。还是有点区别的，表现就是高频变圆润了一点点（不排除是心理作用），声场结象好了一点点（人声口型小了一点）。



如果是其它商家，我猜就该推出产品了。但我是要多试几种方式的，于是继续做新的样品，这回是把铝片做电极，大致用了1米左右。其它基本没变，就是电容不加了（我觉得没用）。


很快，第二只样品就新鲜出炉了。

zjize

yeeypc 发表于 2025-7-13 14:11
对于一个学物理，还在电子通信这类公司里干过多年的人来说

竟然能把介电常数和导电率混在一起。。。

我能呵呵吗，是我把它们混了还是你自已以为的。唉，阅读理解得0分，你这正常吗？