今天一次性了解清楚:电路板的各种“地”、各种“GND”
来源:玩转单片机与嵌入式 发布时间:2022-05-11 分享至微信
电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或0线。GND就是公共端的意思,也可以说是地。但这个“地”并不是真正意义上的“地”,是出于应用而假设的一个地,对于电源来说,它就是一个电源的负极。它与大地是不同的。有时候需要将它与大地连接,有时候也不需要,视具体情况而定。


电气设备的“地”是电路中测量电压的参考点。使用地面符号,我们可以使电路看起来更简单。通常有一下四种类型的接地形式:

简单“地”

电路“地”

外壳“地”

大“地”


一:简单“地”

这种类型的“地”是作为我们指定所有组件的简单参考点。下图左侧包含12伏电池和一个电阻器和1个LED串联。右侧显示与接地相同的电路。


上图中的“地”是一个零电位的参考点。


二:电路“地”


这种接地通常用于数字电子器件中,包括逻辑门和触发器IC。针对电路板的“地”,根据功能可以分为:数字地、模拟地、功率地、电源地等。


1 模拟地线AGND

模拟地线AGND,主要是用在模拟电路部分,如模拟传感器的ADC采集电路,运算放大比例电路等等。
在这些模拟电路中,由于信号是模拟信号,是微弱信号,很容易受到其他电路的大电流影响。如果不加以区分,大电流会在模拟电路中产生大的压降,会使得模拟信号失真,严重可能会造成模拟电路功能失效。

2 数字地线DGND

数字地线DGND,显然是相对模拟地线AGND而言,主要是用于数字电路部分,比如按键检测电路,USB通信电路,单片机电路等等。
之所以设立数字地线DGND,是因为数字电路具有一个共同的特点,都属于离散型的开光量信号,只有数字“0”和数字“1”区分,如下图所示。

在由数字“0”电压跳变成数字“1”电压的过程中,或者由数字“1”电压跳变成数字“0”电压的过程中,电压产生了一个变化,根据麦克斯韦电磁理论,变化的电流周围会产生磁场,也就形成了对其他电路的EMC辐射。
没办法,为了降低电路的EMC辐射影响,必须使用一个单独的数字地线DGND,让其他电路得到有效的隔离。

3 功率地线PGND

模拟地线AGND也好,数字地线DGND也罢,它们都是小功率电路。在大功率电路中,如电机驱动电路,电磁阀驱动电路等等,也是存在一个单独的参考地线,这个参考地线叫做功率地线PGND。
大功率电路,顾名思义,是电流比较大的电路。很显然大的电流,容易造成不同功能电路之间的地偏移现象,如下图所示。

一旦电路中存在地偏移,那么原来的5V电压就可能不是5V了,而是变成了4V。因为5V电压是参考GND地线0V而言,如果地偏移使得GND地线由0V抬升到了1V,那么之前的5V(5V-0V=5V)电压就变成了现在的4V(5V-1V=4V)了。

4 电源地线GND

模拟地线AGND,和数字地线DGND以及功率地线PGND,都被归类为直流地线GND。这些不同种类的地线,最后都要汇集在一起,作为整个电路的0V参考地线,这个地线叫做电源地线GND。
电源,是所有电路的能量来源。所有电路工作需要的电压电流,均是来自电源。因此电源的地线GND,是所有电路的0V电压参考点。
这就是为什么其他类型的地线,无论是模拟地线AGND,数字地线DGND还是功率地线PGND,最后都需要与电源地线GND汇集在一起。

三:外壳“地”


有时金属外壳被用作参考点。例如,pc的金属底座可以与电路接地连接,也可以用作机箱接地。


四:大“地”


电机和电源部件通过导电棒接地(接地)。接地保护连接的设备免受电击。如果出现过电流故障,它会将故障重定向至接地。




[ 新闻来源:玩转单片机与嵌入式,更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议,请联系微信客服specltkj]
存入云盘 收藏
举报
全部评论

暂无评论哦,快来评论一下吧!