Masse auf Abwegen: Warum nur bestimmte Pins der Stromversorgungsstecker schmelzen und wir PCs neu überdenken sollten | Teil 1 von 2
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Naja, nicht ganz
Wir beachten bitte den Unterschied zwischen Ladungsstrom und Ladungsträgerstrom
Außerhalb von Strom- oder Spannungsquellen fließt der Strom laut herkönmmlicher (und althergebrachter) Definition, immer brav der Feldlinienrichtung des elektrischen Feldes folgend, immer vom Pluspol zum Minuspol. Innerhalb von Strom- oder Spannungsquellen hingegen, fließen positive Ladungsträger vom Minuspol zum Pluspol, was den Kreis dann schließt. Bitte immer zwischen Ladung und Ladungsträgern unterscheiden. Die technische Stromrichtung muss nicht immer die physikalische sein
Überrascht mich ehrlich gesagt sehr wenig.
Dass die Grafikkarte Masseseitig gut an das Mainboard angebunden sein muss, geht alleine schon mit der Verwendung von PCIe in den schnelleren Ausbaustufen einher (Stichwort Rückstrompfad).
Dass die Grafikkarte Masseseitig gut an das Mainboard angebunden sein muss, geht alleine schon mit der Verwendung von PCIe in den schnelleren Ausbaustufen einher (Stichwort Rückstrompfad).
Danke für den äußerst interessanten Artikel!
Mein DAC/AMP hat mich vor kurzen fast um den Verstand gebracht. Treiber, Firmware, Cache…alles hat nichts geholfen, wenn GraKa und CPU etwas Last hatten = Aussetzer und Knacksen.
Habe dann, warum auch immer, den USB Port gewechselt und das Problem war weg
Mein DAC/AMP hat mich vor kurzen fast um den Verstand gebracht. Treiber, Firmware, Cache…alles hat nichts geholfen, wenn GraKa und CPU etwas Last hatten = Aussetzer und Knacksen.
Habe dann, warum auch immer, den USB Port gewechselt und das Problem war weg
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Kann mich an ein altes Enermax (385W) erinnern, damals gab es im Gehäude auch die passenden Befestigungen (Löcher für die Schraube).
Damals war die Stromstärke nicht annähernd so groß...
mal wieder ein schöner Technik-Artikel.
Das ATX Desinge war glaub auch nie für die aktuellen Ströme / Leistungen ausgelegt.
Wenn man jemand vor 20 Jahren erzählt hätte, das Grakas und CPUs jeder 500W verbraten dürfen , wäre er wohl in heiteres Gelächter ausgebrochen um dann zu sagen, das geht garnicht!
Würde es helfen wenn die Graka, analog alle andern großen Verbraucher, nichts mehr aus dem PCIe nimmt und stattdessen galvanisch getrennt direkt aus den Netzteil versorgt wird ?
PS: wobei ich Soudstörgeräsche nur von ganz früher kenne. Ich nutze seit 15 Jahren onbord Sound und als 2 Quelle eine Asus Sonar. Beide haben kleine Strögeräsuche.
Das ATX Desinge war glaub auch nie für die aktuellen Ströme / Leistungen ausgelegt.
Wenn man jemand vor 20 Jahren erzählt hätte, das Grakas und CPUs jeder 500W verbraten dürfen , wäre er wohl in heiteres Gelächter ausgebrochen um dann zu sagen, das geht garnicht!
Würde es helfen wenn die Graka, analog alle andern großen Verbraucher, nichts mehr aus dem PCIe nimmt und stattdessen galvanisch getrennt direkt aus den Netzteil versorgt wird ?
PS: wobei ich Soudstörgeräsche nur von ganz früher kenne. Ich nutze seit 15 Jahren onbord Sound und als 2 Quelle eine Asus Sonar. Beide haben kleine Strögeräsuche.
Die Stromstärken auf dem 12V Rail nehmen ja langsam Ausmaße an das man vielleicht überlegen sollte die Spannungen seitens der Industrie zu erhöhen. Mehr oder noch höhere Querschnitte der Netzteilleitungen sind ja bald nicht mehr praktikabel...
Vielleicht sehen wir ja auch in ein paar Jahren das die Mainboard´s oder Grafikkarten mit 10mm² (oder mehr) Hauptstomanschlüssen angeschlossen werden müssen...
Vielleicht sehen wir ja auch in ein paar Jahren das die Mainboard´s oder Grafikkarten mit 10mm² (oder mehr) Hauptstomanschlüssen angeschlossen werden müssen...
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Roland83
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FfFCMAD
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Ich musste mir letztens sowas hier bestellen: https://www.amazon.de/dp/B0849J33T9?psc=1&ref=ppx_yo2ov_dt_b_product_details
Meine Sound Blaster G6 laeuft ueber USB. Sobald auch nur irgendein externer Verstaerker Kontakt zu der PC-"Masse" bekommt, geht das Gefiepe los. Mit dem roten komplett ueberteuerten Ding konnte ich das eliminieren.
Traue mich deswegen nicht mehr ein interne Soundkarte zu verwenden. Ich wuesste nicht, wie ich diese entkoppeln koennte, ohne das ich da passive Filter in den Audio-Pfad einsetzen muss.
Und extra zu erden bringt nichts, der PC ist geerdet. Moechte nicht wissen was der PC alles zurueck ins Netz blaest
Meine Sound Blaster G6 laeuft ueber USB. Sobald auch nur irgendein externer Verstaerker Kontakt zu der PC-"Masse" bekommt, geht das Gefiepe los. Mit dem roten komplett ueberteuerten Ding konnte ich das eliminieren.
Traue mich deswegen nicht mehr ein interne Soundkarte zu verwenden. Ich wuesste nicht, wie ich diese entkoppeln koennte, ohne das ich da passive Filter in den Audio-Pfad einsetzen muss.
Und extra zu erden bringt nichts, der PC ist geerdet. Moechte nicht wissen was der PC alles zurueck ins Netz blaest
S.nase
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Der Strom sucht sich halt immer den Weg mit dem geringsten Widerstand. Das der geringste Massewiderstand zwischen Grafikkarte und NT nicht am StromversorgungsStecker sondern am MainboardSlot entsteht, liegt ja vorrangig am zu hohen Kotaktwiderstand des StromversorgungsSteckers der Grafikkarte( und dem Stromversorgungskabel und dessen Steckverbindungen zum NT).
Bisher war mir auch nicht klar, warum PCIe 8pin StromversorgungsSteckern mehr MasseKontakte als 12V PlusKontakte haben. Deine Messung zeigt aber deutlich, das das durchaus seinen Sinn haben kann, wenn man das Massepotenzial am PCIe 8pin StromversorgungsStecker auf ähnlich niegriges Niveau wie am PCI Slot des Motherboards zu bringen. Eigentlich ist es sogar nötig das Massepotenzial am StromversorgungsStecker auf ein deutlich niedrigeres Niveau als am PCIe Slot zu bringen, damit die Masserückströme halt nicht über das Mainboard zum NT zurück fließen, sondern über das Stromversorgungskabel.
Das der PCI Slot auf dem Motherboard so viele MasseKontakte hat, ist ja eigentlich nicht für die MasseRückströme der 12V Stromversorgung gedacht, sondern für die Schirmung der Datenbusleitungen zwischen GPU und Motherboard(CPU). Wenn ein Großteil der12V-MasseRückströme über die Schirmungen des Datenbus zurück zum NT fließen, kann das ja auch nicht besonders vorteilhaft für die Signalqualität des Datenbus sein.
Ich bin schon gespannt, wie Igors Lösungsansatz zum absenken des Massepotenzials am StromversorgungsStecker der Grafikkarte aussieht. Vieleicht kommen demnächst ja auch die nonModular NTs wieder in Mode.
Bisher war mir auch nicht klar, warum PCIe 8pin StromversorgungsSteckern mehr MasseKontakte als 12V PlusKontakte haben. Deine Messung zeigt aber deutlich, das das durchaus seinen Sinn haben kann, wenn man das Massepotenzial am PCIe 8pin StromversorgungsStecker auf ähnlich niegriges Niveau wie am PCI Slot des Motherboards zu bringen. Eigentlich ist es sogar nötig das Massepotenzial am StromversorgungsStecker auf ein deutlich niedrigeres Niveau als am PCIe Slot zu bringen, damit die Masserückströme halt nicht über das Mainboard zum NT zurück fließen, sondern über das Stromversorgungskabel.
Das der PCI Slot auf dem Motherboard so viele MasseKontakte hat, ist ja eigentlich nicht für die MasseRückströme der 12V Stromversorgung gedacht, sondern für die Schirmung der Datenbusleitungen zwischen GPU und Motherboard(CPU). Wenn ein Großteil der12V-MasseRückströme über die Schirmungen des Datenbus zurück zum NT fließen, kann das ja auch nicht besonders vorteilhaft für die Signalqualität des Datenbus sein.
Ich bin schon gespannt, wie Igors Lösungsansatz zum absenken des Massepotenzials am StromversorgungsStecker der Grafikkarte aussieht. Vieleicht kommen demnächst ja auch die nonModular NTs wieder in Mode.
echolot
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Am Beispiel Soundkarte wird die Problematik eben hörbar. Im Grunde elektromagnetische Störeinflüsse, die sich überlagern.
Thema Mesh-BN auf Makroebene:
Vermaschter Potentialausgleich (MESH-BN) in Industrie & Automation | Erklärung
Der vermaschte Potentialausgleich (Typ D) gilt als Potentialausgleichssystem der Zukunft. Wir erklären, was technisch dahintersteckt und warum die Vermaschung so effektiv ist. Jetzt mehr erfahren.
www.indu-sol.com
Bone
Veteran
Sehr interessanter Artikel!! Die Rechnung mit den 10,1A über den PEG Steckplatz wird so in der Praxis wahrscheinlich nicht die ganze Wahrheit sein. Beim offenen Aufbau fehlt das Gehäuse, über welches über die Slotblende und Zusatzhalter der Graka eine Masseverbindung besteht und damit ein Strom fließen wird. Des weiteren dürfte sogar über den den Schirm/Masseleitungen der HDMI/DVI/DP Kabel, wenn auch nur geringfügig, ein Strom über den Schutzkontakt zurückfließen (falls der Monitor/TV ein Gerät der Schutzklasse 1 ist).
Ich sehe mich schon 16mm² Potentialausgleich im Rechner verlegen
Ich sehe mich schon 16mm² Potentialausgleich im Rechner verlegen
big-maec
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Die Karten schön festschrauben, dann liegen die auch an Masse.
Früher hatte ich viel mit Videoschnittkarten und TV Empfänger herumgebastelt, da hat mir ein Mantelstromfilter sehr gut geholfen.
Da fällt mir ein, ich habe auch noch so ein Ultra alte Videoschnittkarte mit MPEG2 Modulen behalten auf ISA Slot Basis, mit die erste Ihrer Art. Den Antennen Mantelstromfilter müsste ich auch noch irgendwo haben.
So funktioniert ein Mantelstromfilter
Zunächst klingt es recht kompliziert, aber unser Lexikon erklärt den Mantelstromfilter ganz einfach. Am Ende wird nicht nur der Kopf nicht mehr brummen, sondern auch die HiFi-Anlage nicht mehr.
www.technik-passage24.de
Martin Gut
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Die Ausrüstung um die Ströme an den Slots zu messen hat natürlich nicht jeder. Um die Widerstände von den Verbrauchern zurück zum Netzteil zu messen reicht aber schon ein normales Elektronikmessgerät. Da der Strom höher ist wo der Widerstand klein ist, lässt sich auch daraus errechnen welchen Weg sich der Strom bevorzugt suchen wird. Gut, mit so vielen Verbrauchern in einem PC wird das etwas mühsam zu messen.
Dass über den 12v2x6 etwa gleich viel Strom zurück fliest wie über EPS 2x8 zeigt, dass der 12V2x6 etwa gleich viel Widerstand hat wie 2 EPS-Kabel. Interessant finde ich, dass der 24-Pin-ATX deutlich mehr zurück leitet, also nur etwa 2/3 des Widerstandes der beiden anderen Systeme hat.
Dass sich die Leistung von selbst auf das ganze Netz von Rückleitungen verteilt, scheint bis jetzt zu weniger Problemen zu führen als die separate Anspeisung der Spannungswandler von CPU, Mainboard und Grafikkarte. Trotzdem kann es gerade im Mainboard Engpässe geben die dadurch übermässig belastet werden. Dass ein bedeutender Teil des Grafikkartenstroms durch das Mainboard zurück fliesst, wird so vermutlich nicht eingerechnet.
Ein Gehäuse wird mengenmässig nie einen bedeutenden Teil der Ableitung des Stroms übernehmen. Dafür leiten Blech, Schrauben und die Schraubverbindungen viel zu schlecht. Bei einem Soundchip verursachen oft aber auch kleine Potentialunterschiede Soundstörungen. Da kann eine Verbindung über das Gehäuse helfen, aber auch Problem verursachen. Da ist leider oft Pröbeln angesagt. Gut verbunden kann funktionieren. Ganz getrennt ist auch oft eine gute Lösung. Schlecht verbunden ist aber meist auch schlecht.
Dass über den 12v2x6 etwa gleich viel Strom zurück fliest wie über EPS 2x8 zeigt, dass der 12V2x6 etwa gleich viel Widerstand hat wie 2 EPS-Kabel. Interessant finde ich, dass der 24-Pin-ATX deutlich mehr zurück leitet, also nur etwa 2/3 des Widerstandes der beiden anderen Systeme hat.
Dass sich die Leistung von selbst auf das ganze Netz von Rückleitungen verteilt, scheint bis jetzt zu weniger Problemen zu führen als die separate Anspeisung der Spannungswandler von CPU, Mainboard und Grafikkarte. Trotzdem kann es gerade im Mainboard Engpässe geben die dadurch übermässig belastet werden. Dass ein bedeutender Teil des Grafikkartenstroms durch das Mainboard zurück fliesst, wird so vermutlich nicht eingerechnet.
Ein Gehäuse wird mengenmässig nie einen bedeutenden Teil der Ableitung des Stroms übernehmen. Dafür leiten Blech, Schrauben und die Schraubverbindungen viel zu schlecht. Bei einem Soundchip verursachen oft aber auch kleine Potentialunterschiede Soundstörungen. Da kann eine Verbindung über das Gehäuse helfen, aber auch Problem verursachen. Da ist leider oft Pröbeln angesagt. Gut verbunden kann funktionieren. Ganz getrennt ist auch oft eine gute Lösung. Schlecht verbunden ist aber meist auch schlecht.
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Die Potentialunterschiede zwischen VGA Bracket und CPU-Backplate liegen bei rund 3 bis 4 mV, zwischen Soundkarte und VGA immerhin bei fast 5 mV.
Tronado
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Nein, das können nur die Hersteller am dem Platinenlayout ändern. Der Strom sucht sich den einfachsten Rückweg, das sind in dem Fall dann eben nicht die 12VHPWR- oder 8-Pin Masseanschlüsse, sondern der Weg zu den Massepins des PCIe Slots. Da muss am Layout der Platine der Rückweg des Stroms zu den 12VHPWR-Masseanschlüssen mit niedrigerem Widerstand umgebaut werden.
