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L'essence de GND dans les circuits
PendantDisposition des PCBLe processus, les ingénieurs seront confrontés à différents traitements GND.
Pourquoi cela se produit-il? Dans la phase de conception schématique du circuit, afin de réduire l'interférence mutuelle entre les circuits, les ingénieurs introduisent généralement différents fils de terre GND en tant que points de référence 0V pour différents circuits fonctionnels, formant différentes boucles de courant.
Classification des fils de terre GND:
1. Agnd au fil de terre analogique
Le fil de terre analogique AGND est principalement utilisé dans la partie du circuit analogique, comme le circuit d'acquisition ADC des capteurs analogiques, le circuit de rapport d'amplificateur opérationnel, etc.
Dans ces circuits analogiques, puisque le signal est un signal analogique et un signal faible, il est facilement affecté par les gros courants d'autres circuits. S'ils ne sont pas distingués, les courants importants produiront de grandes chutes de tension dans le circuit analogique, provoquant la déformation du signal analogique et provoquent l'échec de la fonction du circuit analogique.
2. Digital Ground Wire DGND
Le fil de terre numérique DGND, évidemment par rapport à l'AGND de fil de terre analogique, est principalement utilisé dans la partie du circuit numérique, telles que les circuits de détection de clés, les circuits de communication USB,circuits de microcontrôleur, etc.
La raison de la configuration du fil de terre numérique DGND est que les circuits numériques ont une caractéristique commune, qui est le signal de commutation discret uniquement distingué entre "0" et "1", comme le montre la figure ci-dessous.
Pendant le processus de tension passant de "0" à "1" ou de "1" à "0", la tension produit un changement. Selon la théorie électromagnétique de Maxwell, le courant changeant produira un champ magnétique autour de lui, formant un rayonnement EMC sur d'autres circuits.
Pour réduire l'impact du rayonnement EMC sur les circuits, un fil de masse numérique séparé DGND doit être utilisé pour fournir une isolation efficace pour d'autres circuits.
3. Fil de terre d'alimentation PGND
Qu'il s'agisse d'un fil de fil de terre analogique ou d'un fil de masse numérique DGND, ce sont tous deux des circuits de basse puissance. Dans les circuits de haute puissance, tels que les circuits d'entraînement du moteur, les circuits d'entraînement électromagnétiques, il y a également un fil de terre de référence séparé appelé fil de terre de puissance PGND.
Circuits de haute puissance, comme son nom l'indique, les circuits avec des courants relativement importants. De toute évidence, les gros courants peuvent facilement provoquer un décalage de sol entre différentcircuits.
Une fois qu'il y a un décalage à la terre dans le circuit, la tension 5V d'origine n'est peut-être plus de 5 V, mais devient 4V. Parce que la tension 5V est relative au fil de terre de référence 0V de référence. Si le décalage du sol fait passer le GND de 0V à 1V, alors la tension 5V précédente (5V-0V = 5V) devient maintenant 4V (5V-1V = 4V).
4. Fil de terre d'alimentation GND
Le fil de terre analogique AGND, le fil de terre numérique DGND et le fil de terre d'alimentation PGND sont tous classés comme fil de terre cc gND. Ces différents types de fils de terre doivent tous être collectés ensemble sous forme de fil de terre de référence 0V pour tout le circuit, appelé fil de terre d'alimentation GND.
L'alimentation est la source d'énergie pour tous les circuits. Toutes les tensions et le courant requis pour que le circuit fonctionne provient de l'alimentation. Par conséquent, le fil de terre GND de l'alimentation est le point de référence de tension 0V pour tous les circuits.
C'est pourquoi d'autres types de fils de terre, qu'il s'agisse de fil de masse analogique AGND, de fil de terre numérique DGND ou de fil de terre d'alimentation PGND, doit tous être collectés avec le fil de terre d'alimentation GND.
5. AC Fil de terre CGND
Le fil de terre AC CGND se trouve généralement dans les circuits avec des sources d'alimentation CA, tels que les circuits d'alimentation AC-DC.
Les circuits d'alimentation AC-DC sont divisés en deux parties. Le stade avant du circuit est le circuit AC, et le stade arrière est le circuit DC, qui est forcé de former deux fils de terre, l'un est le fil de terre AC, et l'autre est le fil de terre CC.
Le fil de terre à courant alternatif sert de point de référence 0V pour la partie du circuit AC, et le fil de terre CC sert de point de référence 0V pour la partie circuit DC. Habituellement, afin d'unifier un fil de terre GND dans le circuit, l'ingénieur connectera le fil de terre AC au fil de terre CC par un condensateur de couplage ou un inducteur.
6. Terre terreau egnd
La tension de sécurité pour le corps humain est inférieure à 36 V. Si la tension dépasse 36 V appliquée au corps humain, elle causera du mal au corps humain. Il s'agit d'un bon sens de sécurité pour les ingénieurs lors du développement de conceptions de projets de circuits.
Pour améliorer le facteur de sécurité du circuit, les ingénieurs utilisent généralement le fil de terre terrestre EGND dans des projets à haute tension et à courant élevé, tels que les appareils électroménagers tels que les ventilateurs électriques, les réfrigérateurs et les téléviseurs. La prise avec la fonction de protection EGND est illustrée dans la figure ci-dessous.
La raison pour laquelle les prises avec l'appareil domestique ont trois bornes est que, bien que la puissance de 220 V ne nécessite qu'un fil vivant et un fil neutre, le troisième terminal est pour la terre de terre protectrice (EGND).
Les deux bornes sont utilisées pour les fils vivants et neutres de la puissance 220V, tandis que le troisième terminal sert de terre de terre protectrice (EGND).
Il est important de noter que la terre terrestre (EGND) est uniquement liée à la Terre et offre une protection contre la haute tension. Il ne participe pas à la fonctionnalité du circuit et n'est pas lié à la fonction du circuit.
Par conséquent, la terre terrestre (EGND) a une signification électrique distincte des autres types de connexions de masse (GND).
Exploration du principe de GND:
Les ingénieurs peuvent se demander pourquoi il y a tant de distinctions pour les connexions au sol (GND) et pourquoi ils doivent introduire plusieurs fonctions pour GND.
Habituellement, les ingénieurs simplifient la dénomination des connexions GND à "GND" sans différenciation dans les conceptions schématiques, ce qui rend difficile d'identifier différents terrains fonctionnels de circuit lors de la disposition des PCB. Par conséquent, toutes les connexions GND sont simplement interconnectées.
Bien que cette opération simplifiée soit pratique, elle conduit à une série de problèmes:
1. Interférence du signal:
Si différentes connexions de masse fonctionnelle (GND) sont directement interconnectées, les circuits de haute puissance voyageant à travers le sol (GND) peuvent interférer avec le point de référence 0V (GND) des circuits de basse puissance, résultant en une diaphonie de signal entre différents circuits.
2. Précision du signal:
Pour les circuits analogiques, la précision du signal est une métrique d'évaluation cruciale. La perte de précision compromet la signification fonctionnelle d'origine des circuits analogiques.
Le sol (CGND) d'une alimentation CA fluctue dans une forme d'onde sinusoïdale périodique, provoquant également une fluctuation de sa tension. Contrairement au sol DC (GND), qui reste constant à 0V.
Lorsque différentes connexions de masse de circuit (GND) sont interconnectées, la fluctuation cyclique du sol AC (CGND) peut affecter les changements de la terre analogique (AGND), affectant ainsi la précision de tension des signaux analogiques.
3. EMCExpérience:
Plus le signal est faible, plus le rayonnement électromagnétique externe (EMC) est faible. Plus le signal est fort, plus l'EMC externe est fort.
Si différentes connexions de masse de circuit (GND) sont interconnectées, le sol (GND) d'un circuit de signal fort interfère directement avec le sol (GND) d'un circuit de signal faible. Par conséquent, le signal de rayonnement électromagnétique à l'origine faible (EMC) devient une forte source de rayonnement électromagnétique à l'extérieur, ce qui rend plus difficile de gérer les expériences EMC.
4. Fiabilité du circuit:
Moins des connexions entre les systèmes de circuits, plus la capacité de fonctionnement indépendante de chaque circuit est grande. Inversement, plus il y a de connexions, plus la capacité de fonctionnement indépendante est faible.
Considérez deux systèmes de circuits, A et B, sans aucune intersection. Les performances du système de circuit A ne doivent pas affecter le fonctionnement normal du système de circuit B, et vice versa.
Ceci est similaire à une paire d'étrangers, où les changements émotionnels d'une personne n'affecteraient pas l'humeur de l'autre car ils n'ont aucun lien.
Si différentes connexions de masse de circuit (GND) sont interconnectées dans un système de circuit, il ajoute une liaison de connexion qui augmente les interférences entre les circuits, réduisant ainsi la fiabilité du fonctionnement du circuit.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Heure du poste: DEC-05-2023
