Pošta:info@anke-pcb.com
Whatapp/WeChat: 008618589033832
Skype: sannyduanbsp
Podstata GND v obvodoch
PočasRozloženie PCBProces, inžinieri budú čeliť rôznym ošetreniam GND.
Prečo sa to stáva? Vo fáze schematického konštrukcie obvodu, aby sa znížilo vzájomné interferencie medzi obvodmi, inžinieri vo všeobecnosti zavádzajú rôzne uzemňovacie vodiče GND ako referenčné body 0V pre rôzne funkčné obvody, čím tvoria rôzne slučky prúdu.
KLASIFIKÁCIA ZDLADNÝCH drôtov GND:
1. Analógový uzemnený drôt agnd
Analógový drôt uzemňovacieho drôtu Agnd sa používa hlavne v časti analógového obvodu, ako je napríklad obvod analógových senzorov ADC, obvod pomeru prevádzkového zosilňovača atď.
V týchto analógových obvodoch, pretože signál je analógový signál a slabý signál, je ľahko ovplyvnený veľkými prúdmi iných obvodov. Ak sa nerozlišujú, veľké prúdy spôsobia veľké poklesy napätia v analógovom obvode, čo spôsobí skreslenie analógového signálu a potenciálne spôsobia zlyhanie funkcie analógového obvodu.
2. Digitálny uzemňový drôt DGND
Digitálny vodič DGND, očividne vzhľadom na analógový vodič Agnd, sa používa hlavne v časti digitálneho obvodu, ako sú napríklad obvody detekcie kľúčov, komunikačné obvody USB,obvody mikrokontrolérovatď.
Dôvodom nastavenia digitálneho drôtového drôtu DGND je to, že digitálne obvody majú spoločnú vlastnosť, ktorá je diskrétnym spínača, ktorý sa rozlišuje iba medzi „0“ a „1“, ako je to znázornené na obrázku nižšie.
Počas procesu menenia napätia z „0“ na „1“ alebo z „1“ na „0“ napätie spôsobuje zmenu. Podľa elektromagnetickej teórie Maxwell bude meniaci sa prúd okolo nej vytvoriť magnetické pole, ktoré vytvorí žiarenie EMC na iných obvodoch.
Aby sa znížil vplyv žiarenia EMC na obvody, musí sa na zabezpečenie účinnej izolácie pre iné obvody použiť samostatný digitálny drôt DGND.
3. Power uzemňovací drôt PGND
Či už ide o analógový uzemňovací drôt AgND alebo digitálny uzemňovací drôt DGND, sú to oba obvody s nízkym výkonom. V vysokorýchlostných obvodoch, ako sú napríklad hnacie obvody motora, hnacie obvody elektromagnetického ventilu, je tiež samostatný referenčný uzemňovací vodič nazývaný napájací uzemňovací drôt PGND.
Vysokorýchlostné obvody, ako už názov napovedá, sú obvody s relatívne veľkými prúdmi. Je zrejmé, že veľké prúdy môžu ľahko spôsobiť posunutie pôdy medzi rôznymi funkčnýmiobvody.
Akonáhle je v obvode posunutie pozemného posunu, pôvodné 5V napätie nemusí byť už 5 V, ale stane sa 4V. Pretože napätie 5V je relatívne k referenčnému uzemňovaciemu drôtu GND. Ak pôda spôsobí, že GND sa zvýši z 0V na 1V, potom predchádzajúce 5 V napätie (5V-0V = 5V) sa teraz stáva 4V (5V-1V = 4V).
4. Drôt napájania GND
Analógový uzemňovací drôt Agnd, digitálny uzemňovací drôt DGND a napájací uzemnený drôt PGND sú klasifikované ako DC uzemňovací drôt GND. Tieto rôzne typy pozemných drôtov sa musia zbierať spolu ako referenčný uzemňovací drôt 0V pre celý obvod, ktorý sa nazýva napájací uzemňovací drôt GND.
Napájanie je zdrojom energie pre všetky obvody. Všetky napätie a prúd potrebný na to, aby obvod fungoval z napájacieho zdroja. Preto je uzemnený drôt napájania napájacieho referenčného bodu pre všetky obvody.
Z tohto dôvodu sa musia zbierať spolu s Analógovým uzemňovacím drôtom, digitálnym drôtom digitálneho uzemňovania DGND alebo napájacieho uzemňovacieho drôtu PGND, spolu s vodičom napájacieho uzemňovacieho drôtu GND.
5. AC uzemnený drôt CGND
AC uzemnený drôt CGND sa všeobecne nachádza v obvodoch so zdrojmi striedavého prúdu, ako sú napríklad napájacie obvody AC-DC.
Obvody napájania AC-DC sú rozdelené na dve časti. Predná fáza obvodu je striedavý obvod a zadnou fázou je obvod DC, ktorý je nútený vytvárať dva uzemňovacie vodiče, jeden je uzemnený drôt striedavého prúdu a druhý je uzemňujúci drôt jednosmerného jednosmerného prúdu.
Zemný drôt striedavého prúdu slúži ako referenčný bod 0V pre časť striedavého obvodu a drôt DC uzemnený slúži ako referenčný bod 0V pre časť jednosmerného obvodu. Zvyčajne, aby zjednotil uzemňovací drôt GND v obvode, inžinier spojí AC uzemňovací drôt k jednosmernému uzemňovaciemu drôtu cez spojovací kondenzátor alebo induktor.
6. Zemný drôt Egnd
Bezpečnostné napätie pre ľudské telo je pod 36V. Ak napätie prekročí 36V aplikované na ľudské telo, spôsobí škodu ľudskému telu. Toto je bezpečnostný zdravý rozum pre inžinierov pri vývoji návrhov projektov obvodov.
Na zvýšenie bezpečnostného faktora obvodu inžinieri vo všeobecnosti používajú zemský drôt EGND v projektoch s vysokým napätím a vysoko vpred, ako sú domáce spotrebiče, ako sú elektrické ventilátory, chladničky a televízory. Objímka s funkciou ochrany EGND je znázornená na obrázku nižšie.
Dôvodom, prečo majú zásuvky pre domáceho spotrebiča tri terminály, je ten, že hoci 220 V striedavý výkon vyžaduje iba živý drôt a neutrálny drôt, tretí terminál je pre ochrannú zemskú zem (EGND).
Tieto dva terminály sa používajú pre živé a neutrálne vodiče výkonu 220 V, zatiaľ čo tretí terminál slúži ako ochranná zemská zem (EGND).
Je dôležité poznamenať, že zemská zem (EGND) je spojená výlučne so zemou a poskytuje ochranu pred vysokým napätím. Nezúčastňuje sa na funkčnosti obvodu a nesúvisí s funkciou obvodu.
Zem zemná zem (EGND) má preto zreteľný elektrický význam od iných typov pozemných (GND) spojení.
Preskúmanie princípu GND:
Inžinieri sa môžu čudovať, prečo existuje toľko rozdielov pre pripojenia Ground (GND) a prečo musia pre GND zaviesť viac funkcií.
Inžinieri zvyčajne zjednodušujú pomenovanie pripojení GND iba „GND“ bez diferenciácie v schematických vzoroch, čo sťažuje identifikáciu rôznych funkčných obvodov počas rozloženia PCB. V dôsledku toho sú všetky pripojenia GND jednoducho vzájomne prepojené.
Aj keď je táto zjednodušená operácia pohodlná, vedie k sérii problémov:
1. Interferencia signálu:
Ak sú spojenia s rôznymi funkčnými pozemkami (GND) priamo prepojené, vysokorýchlostné obvody, ktoré prechádzajú zemou (GND), môžu zasahovať do referenčného bodu 0V (GND) nízkoenergetických obvodov, čo má za následok krížovú prestávku medzi rôznymi obvodmi.
2. Presnosť signálu:
Pre analógové obvody je presnosť signálu rozhodujúcou metrikou hodnotenia. Strata presnosti ohrozuje pôvodný funkčný význam analógových obvodov.
Zem (CGND) napájacieho zdroja kolíše v periodickej sínusovej vlny, čo spôsobuje kolísanie aj jeho napätie. Na rozdiel od DC Ground (GND), ktorá zostáva konštantná pri 0 V.
Ak sú prepojenia rôznych obvodov (GND) vzájomne prepojené, cyklické kolísanie striedavej pôdy (CGND) môže ovplyvniť zmeny v analógovej zemi (AGND), čím ovplyvňuje presnosť analógových signálov napätia.
3. EMCExperimentovanie:
Čím slabší je signál, tým slabší je vonkajšie elektromagnetické žiarenie (EMC). Čím silnejší signál, tým silnejší je vonkajší EMC.
Ak sú spojenia s rôznymi obvodmi (GND) vzájomne prepojené, zem (GND) silného signálneho obvodu priamo zasahuje do zeme (GND) slabého signálneho obvodu. V dôsledku toho sa pôvodne slabý signál elektromagnetického žiarenia (EMC) stáva silným zdrojom elektromagnetického žiarenia zvonku, takže je náročnejšie zvládnuť experimenty EMC.
4. Spoľahlivosť obvodov:
Čím menej pripojení medzi systémami obvodov, tým väčšia je nezávislá prevádzková schopnosť každého obvodu. Naopak, čím viac spojení, tým slabšia je nezávislá prevádzková schopnosť.
Zvážte dva systémy obvodov, A a B, bez akýchkoľvek križovatiek. Výkon systému obvodu A by nemal mať vplyv na normálnu prevádzku systému obvodu B a naopak.
Je to podobné ako pár cudzincov, kde by emocionálne zmeny jednej osoby neovplyvnili náladu druhej, pretože nemajú žiadne spojenie.
Ak sú spojenia s rôznymi obvodmi (GND) prepojené v systéme obvodu, pridáva spojovacie spojenie, ktoré zvyšuje interferenciu medzi obvodmi, čím sa znižuje spoľahlivosť prevádzky obvodu.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Čas príspevku: december-05-2023
