Pošta:info@anke-pcb.com
WhatApp/wechat: 008618589033832
Skype: Sannyduangsp
Bistvo GND v vezjih
MedPostavitev PCBProces, inženirji se bodo soočili z različnimi obdelavi GND.
Zakaj se to zgodi? V fazi načrtovanja vezja za zmanjšanje medsebojnih motenj med vezji inženirji na splošno uvedejo različne GND ozemljitvene žice kot 0V referenčne točke za različne funkcionalne vezje, ki tvorijo različne trenutne zanke.
Klasifikacija GND ozemljitvenih žic:
1. Analogna ozemljena žica AGND
Analogna žica AGND se uporablja predvsem v delu analognega vezja, kot so vezje za pridobivanje ADC analognih senzorjev, vezje operativnega ojačevalnika itd.
V teh analognih vezjih, ker je signal analogni signal in šibek signal, nanj zlahka vplivajo veliki tokovi drugih vezij. Če se ne razlikujejo, bodo veliki tokovi proizvedli velike napetostne kapljice v analognem vezju, kar povzroči izkrivljanje analognega signala in potencialno povzroči, da analogna funkcija ne uspe.
2. digitalna ozemljitvena žica DGND
Digitalna ozemljena žica DGND, očitno glede na analogno zemeljsko žico AGND, se uporablja predvsem v delu digitalnega vezja, kot so vezja za zaznavanje ključev, komunikacijska vezja USB,Vezja mikrokontrolerjaitd.
Razlog za nastavitev digitalne ozemljitvene žice DGND je, da imajo digitalna vezja skupno funkcijo, ki je diskretni signal stikala le med "0" in "1", kot je prikazano na spodnji sliki.
Med postopkom napetosti, ki se spreminja iz "0" v "1" ali iz "1" v "0", napetost povzroči spremembo. Po elektromagnetni teoriji Maxwell bo spreminjajoči se tok ustvaril magnetno polje okoli nje, ki bo na drugih vezjih tvoril sevanje EMC.
Za zmanjšanje vpliva sevanja EMC na vezje je treba za zagotavljanje učinkovite izolacije za druga vezja uporabiti ločeno digitalno ozemljeno žico DGND.
3. Power Ground Wire PGND
Ne glede na to, ali gre za analogno zemeljsko žico AGND ali digitalna ozemljena žica DGND, sta oba vezja z nizko močjo. V vezjih z visoko močjo, kot so vezja motorja, elektromagnetna vezja pogona za ventil, obstaja tudi ločena referenčna ozemljitvena žica, imenovana napajalna ozemljitvena žica PGND.
Vezja z visoko močjo, kot že ime pove, so vezja z razmeroma velikimi tokovi. Očitno lahko veliki tokovi zlahka povzročijo odmik tal med različnimi funkcionalnimivezja.
Ko je v vezju odmik tal, prvotna 5V napetost morda ni več 5V, ampak postane 4V. Ker je napetost 5V glede na 0V referenčno GND ozemljeno žico. Če odmik tal povzroči, da se BND dvigne z 0V na 1V, potem prejšnja 5V napetost (5V-0v = 5V) zdaj postane 4V (5V-1V = 4V).
4. Napajalna ozemljitvena žica GND
Analogna ozemljena žica AGND, digitalna zemeljska žica DGND in napajalna žica PGND so vse razvrščena kot DC Ground Wire GND. Te različne vrste ozemljitvenih žic morajo biti zbrane skupaj kot 0V referenčna ozemljitvena žica za celotno vezje, imenovano napajalna ozemljitvena žica GND.
Napajanje je vir energije za vse vezje. Vsa napetost in tok, potreben za delo, sta iz napajanja. Zato je ozemljitvena žica GND napajanja 0V referenčna točka napetosti za vse vezje.
Zato je treba druge vrste zemeljskih žic, ne glede na to, ali gre za analogno zemeljsko žico, digitalno ozemljitveno žico DGND ali napajalna žica PGND, vse zbrati skupaj z napajalnikom Grow Wire GND.
5. Ac Ground Wire CGND
AC ozemljitvena žica CGND običajno najdemo v vezjih z viri napajanja, kot so AC-DC napajalni vezji.
AC-DC napajalni tokokrogi so razdeljeni na dva dela. Sprednja stopnja vezja je izmenični vezje, zadnja stopnja pa je DC vezje, ki je prisiljen tvoriti dve ozemljitvi, ena je izmenična žica, druga pa DC ozemljena žica.
AC ozemljitvena žica služi kot 0V referenčna točka za del izmeničnega vezja, ozemljena žica DC pa služi kot 0V referenčna točka za del DC vezja. Običajno, da bi poenotil GND ozemljitvene žice v vezju, inženir priključi ozemljitveno žico AC z ozemno žico DC prek sklopke kondenzatorja ali induktorja.
6. Zemeljska žica EGND
Varnostna napetost za človeško telo je pod 36V. Če napetost presega 36V, ki se uporablja za človeško telo, bo človeškemu telesu povzročila škodo. To je varnostno zdravo pamet inženirjev pri razvoju projektov vezja.
Da bi izboljšali varnostni faktor vezja, inženirji na splošno uporabljajo zemeljsko žico EGND pri visokonapetostnih in visoko tokovnih projektih, kot so gospodinjski aparati, kot so električni ventilatorji, hladilniki in televizorji. Vtičnica s funkcijo zaščite EGND je prikazana na spodnji sliki.
Razlog, zakaj imajo vtičnice za gospodinjske aparate tri terminale, je zato, ker, čeprav 220V AC moči potrebuje le živo živo in nevtralno žico, je tretji terminal za zaščitno zemljo (EGND).
Oba terminala se uporabljata za žive in nevtralne žice moči 220 V, tretji terminal pa kot zaščitna zemeljska zemlja (EGND).
Pomembno je opozoriti, da je zemeljska tla (EGND) povezana izključno z zemljo in zagotavlja zaščito pred visoko napetostjo. Ne sodeluje v funkcionalnosti vezja in ni povezan s funkcijo vezja.
Zato ima zemeljska tla (EGND) izrazit električni pomen iz drugih vrst tal (GND).
Raziskovanje načela GND:
Inženirji se lahko vprašajo, zakaj obstaja toliko razlik za ozemljitvene (GND) povezave in zakaj morajo uvesti več funkcij za GND.
Običajno inženirji poenostavijo poimenovanje GND povezav na samo "GND" brez diferenciacije v shematičnih modelih, zaradi česar je težko prepoznati različne funkcionalne podlage med postavitvijo PCB. Posledično so vse povezave GND preprosto medsebojno povezane.
Čeprav je ta poenostavljena operacija priročna, vodi do vrste težav:
1. motnje signala:
Če so različne povezave funkcionalne ozemljitve (GND) neposredno povezane, lahko vezja z visoko močjo, ki potujejo skozi ozemljitev (GND), motijo referenčno točko 0V (GND) vezja z nizko močjo, kar ima za posledico signal med različnimi vezji.
2. natančnost signala:
Za analogna vezja je natančnost signala ključna metrika ocenjevanja. Izguba natančnosti ogroža prvotni funkcionalni pomen analognih vezij.
Tla (CGND) napajalnika AC niha v periodični sinusoidni valovni obliki, zaradi česar je tudi njena napetost niha. Za razliko od DC Ground (GND), ki ostane konstantno pri 0V.
Kadar so povezave z različnimi vezji (GND) medsebojno povezane, lahko ciklično nihanje ozemljitve AC (CGND) vpliva na spremembe v analognem ozemlju (AGND) in s tem vpliva na natančnost napetosti analognih signalov.
3. EMCPoskus:
Signal je šibkejši, šibkejši je zunanje elektromagnetno sevanje (EMC). Močnejši je signal, močnejši je zunanji EMC.
Če so povezave z različnimi vezji (GND) medsebojno povezane, tla (GND) močnega signalnega vezja neposredno motijo tla (GND) šibkega signalnega vezja. Posledično prvotno šibek signal elektromagnetnega sevanja (EMC) postane močan vir elektromagnetnega sevanja na zunaj, zaradi česar je bolj zahtevno ravnati z EMC poskusi.
4. Zanesljivost vezja:
Manj povezav med sistemi vezja, večja je neodvisna sposobnost delovanja vsakega vezja. Nasprotno, več povezav, šibkejša je neodvisna delovna sposobnost.
Razmislite o dveh sistemih vezja, A in B, brez križišč. Učinkovitost sistema vezja A ne bi smela vplivati na normalno delovanje sistema vezja B in obratno.
To je podobno kot par neznancev, kjer čustvene spremembe ene osebe ne bi vplivale na razpoloženje druge, ker nimajo povezave.
Če so povezave z različnimi vezji (GND) povezane znotraj sistema vezja, doda povezovalno povezavo, ki poveča motnje med vezji in tako zmanjša zanesljivost delovanja vezja.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Čas objave: dec-05-2023
