Mail:info@anke-pcb.com
WhatApp/WeChat: 008618589033832
Skype: sannyduanbsp
De essentie van GND in circuits
Tijdens dePCB -lay -outProces, ingenieurs zullen te maken krijgen met verschillende GND -behandelingen.
Waarom gebeurt dat? In de schematische schematische ontwerpfase introduceren ingenieurs in het algemeen verschillende GND -gronddraden als 0V -referentiepunten voor verschillende functionele circuits om de wederzijdse interferentie tussen circuits te verminderen, waardoor verschillende stroomlussen verschillende stroomlussen worden gevormd.
Classificatie van GND -gronddraden:
1. Analoge gronddraad agnd
Analoge gronddraad AGND wordt voornamelijk gebruikt in het analoge circuitgedeelte, zoals het ADC -acquisitiekapcircuit van analoge sensoren, operationele versterkerverhouding circuit, enz.
In deze analoge circuits, omdat het signaal een analoog signaal en een zwak signaal is, wordt het gemakkelijk beïnvloed door de grote stromen van andere circuits. Indien niet onderscheiden, zullen grote stromen grote spanningsdruppels in het analoge circuit produceren, waardoor het analoge signaal wordt vervormd en mogelijk de analoge circuitfunctie faalt.
2. Digitale gronddraad DGND
Digitale gronddraad DGND, uiteraard ten opzichte van analoge gronddraad AGND, wordt voornamelijk gebruikt in het digitale circuitgedeelte, zoals belangrijke detectiecircuits, USB -communicatiecircuits,microcontroller -circuits, etc.
De reden voor het opzetten van de digitale gronddraad DGND is dat digitale circuits een gemeenschappelijk kenmerk hebben, dat discrete schakelsignaal is dat alleen wordt onderscheiden tussen "0" en "1", zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Tijdens het spanningsproces van "0" naar "1" of van "1" tot "0", levert de spanning een verandering op. Volgens de Maxwell -elektromagnetische theorie zal de veranderende stroom er een magnetisch veld omheen produceren, waardoor EMC -straling op andere circuits wordt gevormd.
Om de impact van EMC -straling op circuits te verminderen, moet een afzonderlijke digitale gronddraad DGND worden gebruikt om effectief isolement voor andere circuits te bieden.
3. Power Ground Wire PGND
Of het nu analoge gronddraad AGND is of digitale gronddraad DGND, het zijn beide low-power circuits. In krachtige circuits, zoals motoraandrijfcircuits, elektromagnetische klepaandrijvingscircuits, is er ook een afzonderlijke referentiedraad genaamd Power Ground Wire PGND.
Krachtige circuits, zoals de naam al doet vermoeden, zijn circuits met relatief grote stromingen. Het is duidelijk dat grote stromingen gemakkelijk kunnen veroorzaken dat gemalen offset tussen verschillende functionelecircuits.
Zodra er een gemalen offset in het circuit is, is de originele 5V -spanning mogelijk niet meer 5V, maar wordt 4V. Omdat de 5V -spanning relatief is ten opzichte van de 0V -referentie -GND -gronddraad. Als de grondoffset ervoor zorgt dat de GND stijgt van 0V naar 1V, wordt de vorige 5V-spanning (5V-0V = 5V) nu 4V (5V-1V = 4V).
4. Voeding Gronddraad GND
Analoge gronddraad AGND, digitale gronddraad DGND en stroomgemalen draad PGND worden allemaal geclassificeerd als DC -gronddraad GND. Deze verschillende soorten gronddraden moeten allemaal samen worden verzameld als 0V -referentie -aarddraad voor het gehele circuit, genaamd voedingsdraad GND.
De voeding is de energiebron voor alle circuits. Alle spanning en stroom die nodig is om het circuit te laten werken, zijn afkomstig van de voeding. Daarom is de gronddraad GND van de voeding het 0V -spanningsreferentiepunt voor alle circuits.
Dit is de reden waarom andere soorten gronddraden, of ze nu analoge gronddraad AGND zijn, digitale gronddraad DGND of Power Ground Wire PGND, allemaal moeten worden verzameld samen met de gemalen GND van de voeding.
5. AC gemalen draad CGND
De AC-gronddraad CGND wordt in het algemeen gevonden in circuits met AC-vermogensbronnen, zoals AC-DC-voedingscircuits.
AC-DC-voedingscircuits zijn verdeeld in twee delen. Het voorste stadium van het circuit is het AC -circuit en de achterstadium is het DC -circuit, dat wordt gedwongen om twee gronddraden te vormen, de ene is de AC -aarddraad en de andere is de DC -aarddraad.
De AC -aarddraad dient als het 0V -referentiepunt voor het AC -circuitgedeelte en de DC -gronddraad dient als het 0V -referentiepunt voor het DC -circuitgedeelte. Gewoonlijk zal de ingenieur, om een gemalen GND in het circuit te verenigen, de AC -aarddraad met de DC -aarddraad door een koppelingscondensator of inductor verbindt.
6. Earth Ground Wire Egnd
De veiligheidsspanning voor het menselijk lichaam is lager dan 36V. Als de spanning 36V overschrijdt die op het menselijk lichaam wordt toegepast, zal dit schade toebrengen aan het menselijk lichaam. Dit is een gezond verstand voor ingenieurs bij het ontwikkelen van circuitprojectontwerpen.
Om de veiligheidsfactor van het circuit te verbeteren, gebruiken ingenieurs over het algemeen de aarddraad van de aarde in hoogspannings- en hoogstroomprojecten, zoals huishoudelijke apparaten zoals elektrische fans, koelkasten en televisies. De socket met de EGND -beschermingsfunctie wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
De reden waarom huishoudelijke apparaten drie terminals hebben, is omdat, hoewel 220V AC -vermogen alleen een levende draad en een neutrale draad vereist, de derde terminal is voor de beschermende aarde (EGND).
De twee terminals worden gebruikt voor de levende en neutrale draden van het 220V -vermogen, terwijl de derde terminal dient als de beschermende aarde -grond (EGND).
Het is belangrijk op te merken dat de aarde -grond (EGND) uitsluitend verbonden is met de aarde en bescherming biedt tegen hoge spanning. Het neemt niet deel aan de circuitfunctionaliteit en is niet gerelateerd aan de functie van het circuit.
Daarom heeft de aarde -grond (EGND) een duidelijke elektrische significantie van andere soorten grond (GND) -verbindingen.
Het verkennen van het principe van GND:
Ingenieurs vragen zich misschien af waarom er zoveel onderscheidingen zijn voor grond (GND) -verbindingen en waarom ze meerdere functies voor GND moeten introduceren.
Meestal vereenvoudigen ingenieurs de naamgeving van GND -verbindingen tot alleen "GND" zonder differentiatie in schematische ontwerpen, waardoor het moeilijk is om verschillende circuitfunctionele gronden te identificeren tijdens de PCB -lay -out. Bijgevolg zijn alle GND -verbindingen eenvoudig onderling verbonden.
Hoewel deze vereenvoudigde bewerking handig is, leidt deze tot een reeks problemen:
1. Signaalinterferentie:
Als verschillende functionele grond (GND) -verbindingen direct onderling verbonden zijn, kunnen krachtige circuits die door de grond reizen (GND) het 0V-referentiepunt (GND) van low-power-circuits interfereren, wat resulteert in signaalcrosstalk tussen verschillende circuits.
2. Signaalnauwkeurigheid:
Voor analoge circuits is signaalnauwkeurigheid een cruciale evaluatiemetriek. Het verliezen van nauwkeurigheid brengt de oorspronkelijke functionele betekenis van analoge circuits in gevaar.
De grond (CGND) van een AC -voeding fluctueert in een periodieke sinusvormige golfvorm, waardoor de spanning ook fluctueert. In tegenstelling tot de DC -grond (GND), die constant blijft bij 0V.
Wanneer verschillende circuitgrond (GND) -verbindingen zijn onderling verbonden, kan de cyclische fluctuatie van de AC -grond (CGND) de veranderingen in de analoge grond (AGND) beïnvloeden, waardoor de spanningsnauwkeurigheid van analoge signalen wordt beïnvloed.
3. EMCExperiment:
Hoe zwakker het signaal, hoe zwakker de externe elektromagnetische straling (EMC). Hoe sterker het signaal, hoe sterker de externe EMC.
Als verschillende circuitgrond (GND) -verbindingen onderling verbonden zijn, interfereert de grond (GND) van een sterk signaalcircuit direct met de grond (GND) van een zwak signaalcircuit. Bijgevolg wordt het oorspronkelijk zwakke elektromagnetische straling (EMC) signaal een sterke bron van elektromagnetische straling naar buiten, waardoor het uitdagender is om EMC -experimenten te verwerken.
4. Circuitbetrouwbaarheid:
Hoe minder verbindingen tussen circuitsystemen, hoe groter het onafhankelijke werkvermogen van elk circuit. Omgekeerd, hoe meer verbindingen, hoe zwakker de onafhankelijke bedrijfsmogelijkheden.
Overweeg twee circuitsystemen, A en B, zonder kruispunten. De prestaties van circuitsysteem A mogen geen invloed hebben op de normale werking van circuitsysteem B en vice versa.
Dit is vergelijkbaar met een paar vreemden, waarbij de emotionele veranderingen van de ene persoon de stemming van de andere niet zouden beïnvloeden omdat ze geen verband hebben.
Als verschillende circuitgrond (GND) -verbindingen onderling verbonden zijn binnen een circuitsysteem, voegt dit een verbindingsverbinding toe die de interferentie tussen circuits verhoogt, waardoor de betrouwbaarheid van circuitbediening wordt verminderd.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Posttijd: dec-05-2023
