Post:info@anke-pcb.com
WhatApp/Wechat: 008618589033832
Skype: sannyduanbsp
GND olemus vooluringides
AjalPCB paigutamineProtsessi, insenerid seisavad silmitsi erinevate GND -ravidega.
Miks see juhtub? Ahela skemaatilises projekteerimisfaasis tutvustavad insenerid üldiselt erinevate funktsionaalsete vooluringide jaoks erinevaid GND maapealsete juhtmetena vastastikuseid häireid, moodustades erinevad vooluahelad.
GND maapealsete juhtmete klassifikatsioon:
1
Analoog -traadi AGND kasutatakse peamiselt analoogvooluosas, näiteks ADC omandamisahela, analoog andurite, operatiivse võimendi suhte vooluahel jne.
Kuna signaal on analoogsignaal ja nõrk signaal, mõjutavad seda hõlpsalt teiste vooluhulgad. Kui seda ei eristata, tekitavad suured voolud analoogvooluahelas suure pingetilkade, põhjustades analoogsignaali moonutamist ja põhjustavad analoogvooluettevõtte funktsiooni ebaõnnestumise.
2. digitaalne maapind DGND
Digitaalse maapealse traadi DGND, ilmselgelt analoogse traadi AGND suhtes, kasutatakse peamiselt digitaalse vooluahela osas, näiteks võtmetuvastusahelad, USB -kommunikatsiooniahelad,mikrokontrolleri vooluaheladjne
Digitaalse maapealse DGND seadistamise põhjus on see, et digitaalsetel vooluahelatel on ühine funktsioon, mis on diskreetne lülitisignaal, mis eristab ainult "0" ja "1" vahel, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Pingeprotsessi ajal, mis muutub "0" kuni "1" või "1" kuni "0", põhjustab pinge muutuse. Maxwelli elektromagnetilise teooria kohaselt annab muutuv vool selle ümber magnetvälja, moodustades teistele vooluringidele EMC kiirguse.
EMC kiirguse mõju vähendamiseks vooluahelatele tuleb teiste vooluahelate tõhusa eraldatuse tagamiseks kasutada eraldi digitaalset maapealset traat.
3. toiteamet PGND
Ükskõik, kas tegemist on analoogse traat AGND või digitaalse maapealse traadiga DGND, on need mõlemad vähese energiatarbega vooluringid. Suure võimsusega vooluahelates, näiteks mootori ajami vooluahelad, elektromagnetilise klapi ajami vooluahelad, on olemas ka eraldi referentseadmega, mida nimetatakse toitepinnast PGND.
Suure võimsusega vooluringid, nagu nimigi ütleb, on suhteliselt suurte vooludega vooluahelad. Ilmselt võivad suured voolud hõlpsalt põhjustada maapinna nihke erinevate funktsionaalsete vahelringrajad.
Kui vooluringis on maapinna nihke, ei pruugi algne 5 V -pinge enam olla 5 V, vaid muutuda 4V. Kuna 5 V pinge on võrreldes 0 V võrdlusega GND jahvatatud traadiga. Kui maapinna nihke põhjustab GND tõusu 0 V-lt 1V-le, siis muutub eelmine 5 V-pinge (5V-0 V = 5 V) nüüd 4V (5V-1V = 4V).
4. toiteallika jahvatatud traat GND
Analoogmahvast traat AGND, digitaalne maapealne juhtmega DGND ja toitealune traat PGND klassifitseeritakse kõik alalisvoolu traadi GND -ks. Neid erinevaid maapealseid juhtmeid tuleb kõik kokku koguda kogu vooluahela 0 V võrdlussõidukina, mida nimetatakse toiteallikast GOND GND.
Toiteallikas on kõigi vooluringide energiaallikas. Kogu vooluringi toimimiseks vajalik pinge ja vool pärinevad toiteallikast. Seetõttu on toiteallika jahvatatud traat GND kõigi vooluahelate 0 V -pinge võrdluspunkt.
Seetõttu peavad kõik muud tüüpi maapinnajuhtmed, olgu need siis analoogsed traadi AGND, digitaalsed traadi DGND või toiteaju PGND, kõik koos toiteallika jahvatatud traat GND -ga.
5. vahelduvvoolu maandusjuhtme CGND
Vahelduvvoolu traadi CGND leidub tavaliselt vahelduvvooluallikatega vooluahelates, näiteks AC-DC toiteallikaga.
AC-DC toiteallika ahelad jagunevad kaheks osaks. Ahela esifaas on vahelduvvooluahel ja tagumine etapp on alalisvooluahel, mis on sunnitud moodustama kaks maapealset juhtmet, üks on vahelduvvoolu maandusjuhtme ja teine on alalisvoolu maandusjuhe.
Vahelduvvooluahelaga on vahelduvvoolu vooluahela 0 V võrdluspunkt ja alalisvoolu traadil on alalisvoolu vooluahela 0 V võrdluspunkt. Tavaliselt ühendab insener ahelas maandusjuhe GND ühendamiseks vahelduvvoolu maandusraadi alalisvoolu traadiga läbi haakekondensaatori või induktiivpooli.
6. maapinna maandusjuhtme egnd
Inimkeha ohutuspinge on alla 36 V. Kui pinge ületab inimkehale rakendatud 36 V, kahjustab see inimkehale. See on inseneride jaoks ohutus, mis arendab vooluringiprojektide kavandamist.
Ahela ohutusteguri suurendamiseks kasutavad insenerid üldiselt suurepinge ja suure voolu projektides, näiteks majapidamisseadmed, näiteks elektrifännid, külmikud ja telerid. EGND kaitsefunktsiooniga pistikupesa on näidatud alloleval joonisel.
Põhjus, miks majapidamisseadmete pistikupesadel on kolm terminali, on see, et kuigi 220 V vahelduvvoolu võimsus nõuab ainult reaalajas traati ja neutraalset traati, on kolmas terminal kaitsva maapinna jaoks (EGND).
Neid kahte klemmi kasutatakse 220 V võimsuse reaalajas ja neutraalsete juhtmete jaoks, kolmas terminal aga kaitsev maapinna maapind (EGND).
Oluline on märkida, et maapind (EGND) on ainult Maaga ühendatud ja pakub kaitset kõrgepinge eest. See ei osale vooluringi funktsioonis ja ei ole vooluringi funktsiooniga seotud.
Seetõttu on maapinnal (EGND) erinev elektriline tähtsus muud tüüpi maapinnast (GND) ühendustest.
GND põhimõtte uurimine:
Insenerid võivad küsida, miks on nii palju erinevusi maapealseid ühendusi ja miks peavad nad GND jaoks tutvustama mitut funktsiooni.
Tavaliselt lihtsustavad insenerid GND -ühenduste nimetamist lihtsalt GND -ga ilma skemaatiliste disainilahenduste diferentseerumata, muutes PCB paigutuse ajal erinevate vooluringide funktsionaalsete pindade tuvastamise keeruliseks. Järelikult on kõik GND -ühendused lihtsalt ühendatud.
Kuigi see lihtsustatud toiming on mugav, põhjustab see mitmeid probleeme:
1. signaali häired:
Kui erinevad funktsionaalsed maapealsed (GND) ühendused on otseselt ühendatud, võivad maapinnast (GND) liikuvad suure võimsusega vooluahelad häirida vähese energiatarbega vooluahelate 0 V võrdluspunkti (GND), mille tulemuseks on signaalide läbilõige erinevate vooluahelate vahel.
2. signaali täpsus:
Analoogvooluahelate puhul on signaali täpsus ülioluline hindamismõõdik. Täpsuse kaotamine kahjustab analoogvooluahelate algset funktsionaalset olulisust.
Vahelduvvoolu toiteallika maapind (CGND) kõigub perioodilises sinusoidses lainekujus, põhjustades selle pinge ka kõikumise. Erinevalt alalisvoolu maapinnast (GND), mis püsib konstantsena 0 V juures.
Kui erinevad vooluahela maapinna (GND) ühendused on omavahel ühendatud, võib vahelduvvoolu maapinna (CGND) tsükliline kõikumine mõjutada analoogpinna (AGND) muutusi, mõjutades sellega analoogsignaalide pinge täpsust.
3. EMCKatse:
Mida nõrgem on signaal, seda nõrgem on väline elektromagnetiline kiirgus (EMC). Mida tugevam on signaal, seda tugevam on väline EMC.
Kui erinevad vooluahela (GND) ühendused on omavahel ühendatud, segab tugeva signaaliskeemi maapind (GND) nõrga signaaliskeemi maapinna (GND). Järelikult saab algselt nõrk elektromagnetilise kiirguse (EMC) signaal tugevaks elektromagnetilise kiirguse allikaks väljastpoolt, muutes EMC katsete käsitlemise keerukamaks.
4. vooluringi usaldusväärsus:
Mida vähem ühendusi vooluringisüsteemide vahel, seda suurem on iga vooluahela sõltumatu töövõime. Ja vastupidi, mida rohkem ühendusi, seda nõrgem on sõltumatu töövõime.
Mõelge kahele vooluahela süsteemile, A ja B, ilma ristmiketa. Ahelasüsteemi A jõudlus ei tohiks mõjutada vooluringi süsteemi B normaalset toimimist ja vastupidi.
See sarnaneb võõraste paariga, kus ühe inimese emotsionaalsed muutused ei mõjutaks teise meeleolu, kuna neil pole ühendust.
Kui vooluringisüsteemis on ühendatud erinevad vooluahela maapinna (GND) ühendused, lisab see ühendusühenduse, mis suurendab vooluahelate vahelist häireid, vähendades sellega vooluahela töö usaldusväärsust.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Postiaeg: detsember 05-2023
