Correu:info@anke-pcb.com
WhatsApp/Wechat: 008618589033832
Skype: sannyduanbsp
L’essència del GND en els circuits
Durant elDisseny de PCBProcés, els enginyers s’enfrontaran a diferents tractaments GND.
Per què passa això? En la fase de disseny esquemàtic del circuit, per tal de reduir la interferència mútua entre els circuits, els enginyers generalment introdueixen diferents cables de terra GND com a punts de referència 0V per a diferents circuits funcionals, formant diferents bucles de corrent.
Classificació dels cables de terra GND:
1.
El filferro analògic AgND s’utilitza principalment a la part del circuit analògic, com ara el circuit d’adquisició d’ADC de sensors analògics, circuit d’amplificadors operatius, etc.
En aquests circuits analògics, ja que el senyal és un senyal analògic i un senyal feble, es veu fàcilment afectat pels grans corrents d’altres circuits. Si no es distingeixen, els grans corrents produiran gotes de gran tensió al circuit analògic, fent que el senyal analògic es distorsioni i que pugui fer que la funció del circuit analògic falli.
2 cable de terra digital dgnd
El cable de terra digital DGND, òbviament, en relació amb el filferro analògic Agnd, s'utilitza principalment a la part del circuit digital, com ara circuits de detecció de claus, circuits de comunicació USB,Circuits de microcontroladors, etc.
El motiu per configurar el cable de terra digital DGND és que els circuits digitals tenen una característica comuna, que és el senyal de commutador discret només distingit entre "0" i "1", com es mostra a la figura següent.
Durant el procés de tensió que canvia de "0" a "1" o de "1" a "0", la tensió produeix un canvi. Segons la teoria electromagnètica de Maxwell, el corrent canviant produirà un camp magnètic al seu voltant, formant la radiació EMC en altres circuits.
Per reduir l'impacte de la radiació EMC en els circuits, s'ha d'utilitzar un cable de terra digital separat per proporcionar un aïllament efectiu per a altres circuits.
3. Cable de terra elèctrica pgnd
Tant si es tracta de cables de terra analògics com de cable de terra digital DGND, són circuits de baixa potència. En els circuits d’alta potència, com els circuits d’accionament del motor, els circuits d’accionament de vàlvules electromagnètiques, també hi ha un filferro de referència de referència anomenat filferro de terra de potència PGND.
Circuits d’alta potència, com el seu nom indica, són circuits amb corrents relativament grans. Evidentment, els grans corrents poden causar fàcilment compensació de terra entre diferents funcionalscircuits.
Un cop hi hagi compensació de terra al circuit, és possible que la tensió original de 5V no sigui de 5V, sinó que esdevingui 4V. Perquè la tensió de 5V és relativa al filferro de referència 0V GND. Si el desplaçament de terra fa que el GND augmenti de 0V a 1V, la tensió 5V anterior (5V-0V = 5V) es converteix en 4V (5V-1V = 4V) ara.
4.
El filferro analògic AGND, el cable de terra digital DGND i el fil conductor de potència PGND es classifiquen com a filferro dc GND. Aquests diferents tipus de cables mòlts s’han de recollir junts com a filferro de 0V de referència per a tot el circuit, anomenat filferro d’alimentació GND.
L’alimentació elèctrica és la font d’energia per a tots els circuits. Tota la tensió i el corrent necessari perquè el circuit funcioni prové de l’alimentació. Per tant, el filferro de terra de l'alimentació és el punt de referència de tensió 0V per a tots els circuits.
És per això que altres tipus de cables de terra, ja siguin de filferro analògic AGND, cable de terra digital DGND o cable de terra elèctrica PGND, s’han de recollir juntament amb el filferro de subministrament d’alimentació GND.
5.
El filferro de terra CGND es troba generalment en circuits amb fonts de potència de CA, com ara circuits d’alimentació d’alimentació AC-DC.
Els circuits d’alimentació d’alimentació AC-DC es divideixen en dues parts. L’etapa frontal del circuit és el circuit de CA, i l’etapa posterior és el circuit de corrent continu, que es veu obligat a formar dos cables de terra, un és el fil de terra de CA, i l’altre és el fil de terra de corrent continu.
El fil de terra de CA serveix com a punt de referència 0V per a la porció del circuit de CA i el fil de terra DC serveix com a punt de referència 0V de la porció del circuit DC. Normalment, per tal d’unificar un filferro de terra al circuit, l’enginyer connectarà el fil de terra de CA al fil de terra de corrent continu a través d’un condensador o inductor d’acoblament.
6. Cable de terra terrestre egnd
La tensió de seguretat del cos humà és inferior a 36V. Si la tensió supera els 36V aplicat al cos humà, causarà danys al cos humà. Aquest és un sentit comú de seguretat per als enginyers quan es desenvolupen dissenys de projectes de circuit.
Per millorar el factor de seguretat del circuit, els enginyers solen utilitzar el fil de terra terrestre EGND en projectes d’alta tensió i de gran corrent, com ara electrodomèstics com ara ventiladors elèctrics, refrigeradors i televisors. La presa amb la funció de protecció EGND es mostra a la figura següent.
El motiu pel qual els socs de l’aparell domèstic tenen tres terminals és perquè, tot i que la potència de 220V CA només requereix un fil viu i un fil neutre, el tercer terminal és per al terreny de la Terra Protectora (EGND).
Els dos terminals s’utilitzen per als cables vius i neutres de la potència de 220V, mentre que el tercer terminal serveix de terra de terra protectora (EGND).
És important tenir en compte que el terreny terrestre (EGND) està únicament connectat a la Terra i proporciona protecció contra l’alta tensió. No participa en la funcionalitat del circuit i no té relació amb la funció del circuit.
Per tant, el terreny terrestre (EGND) té una significació elèctrica diferent de les altres connexions de terra (GND).
Explorant el principi de GND:
Els enginyers poden preguntar -se per què hi ha tantes distincions per a les connexions de terra (GND) i per què necessiten introduir múltiples funcions per a GND.
Normalment, els enginyers simplifiquen la denominació de les connexions GND a només "GND" sense diferenciació en dissenys esquemàtics, cosa que dificulta la identificació de diferents terrenys funcionals del circuit durant la disposició del PCB. En conseqüència, totes les connexions GND estan simplement interconnectades.
Tot i que aquesta operació simplificada és convenient, condueix a una sèrie de problemes:
1. Interferència del senyal:
Si les connexions de terra funcional diferents (GND) estan directament interconnectades, els circuits d’alta potència que viatgen pel terra (GND) poden interferir amb el punt de referència 0V (GND) de circuits de baixa potència, donant lloc a una crisi de senyal entre diferents circuits.
2. Precisió del senyal:
Per als circuits analògics, la precisió del senyal és una mètrica d’avaluació crucial. La pèrdua de precisió compromet la importància funcional original dels circuits analògics.
El terra (CGND) d’una font d’alimentació de CA fluctua en una forma d’ona sinusoïdal periòdica, fent que la seva tensió també fluctui. A diferència del terreny DC (GND), que es manté constant a 0V.
Quan les diferents connexions de terra de circuit (GND) estan interconnectades, la fluctuació cíclica del terra de CA (CGND) pot afectar els canvis en el sòl analògic (AGND), afectant així la precisió de tensió dels senyals analògics.
3. EMCExperiment:
Com més feble sigui el senyal, més feble és la radiació electromagnètica externa (EMC). Com més fort sigui el senyal, més fort és EMC extern.
Si les diferents connexions de terra de circuit (GND) estan interconnectades, el terra (GND) d’un circuit de senyal fort interfereix directament amb el terra (GND) d’un circuit de senyal feble. En conseqüència, el senyal originalment de radiació electromagnètica (EMC) originalment feble es converteix en una forta font de radiació electromagnètica a l'exterior, fent que sigui més difícil gestionar els experiments EMC.
4. Fiabilitat del circuit:
Com menys connexions entre sistemes de circuit, més gran és la capacitat de funcionament independent de cada circuit. Per contra, com més connexions, més dèbil és la capacitat de funcionament independent.
Considereu dos sistemes de circuit, A i B, sense cap intersecció. El rendiment del sistema de circuit A no hauria d’afectar el funcionament normal del sistema de circuit B i viceversa.
Això és similar a un parell de desconeguts, on els canvis emocionals d’una persona no afectarien l’estat d’ànim de l’altra perquè no tenen connexió.
Si diferents connexions de terra de circuit (GND) estan interconnectades dins d’un sistema de circuit, afegeix un enllaç de connexió que augmenta la interferència entre els circuits, reduint així la fiabilitat del funcionament del circuit.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Posada Posada: 05-05-2023
