各種地的區別及應用

2021-09-26 05:05:51 字數 3644 閱讀 2885

gnd,指的是電線接地端的簡寫。代表地線或0線。

電路圖上和電路板上的gnd(ground)代表地線或0線.gnd就是公共端的意思,也可以說是地,但這個地並不是真正意義上的地。是出於應用而假設的乙個地,對於電源來說,它就是乙個電源的負極。它與大地是不同的。有時候需要將它與大地連線,有時候也不需要,視具體情況而定。

單點接地是指整個電路系統中只有乙個物理點被定義為接地參考點,其他各個需要接地的點都直接接到這一點上。在低頻電路中,佈線和元件之間不會產生太大影響。通常頻率小於1mhz的電路,採用一點接地。

在這裡插入描述

多點接地是指電子裝置中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上(即裝置的金屬底板)。在高頻電路中,寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大於10mhz的電路,常採用多點接地。

浮地,即該電路的地與大地無導體連線。虛地:沒有接地,卻和地等電位的點。其優點是該電路不受大地電效能的影響。浮地可使功率地(強電地)和訊號地(弱電地)之間的隔離電阻很大,所以能阻止共地阻抗電路性耦合產生的電磁干擾。其缺點是該電路易受寄生電容的影響,而使該電路的地電位變動和增加了對模擬電路的感應干擾。 目的:使電路或裝置與公共地線可能引起環流的公共導線隔離起來,浮地還使不同電位的電路之間配合變得容易。 缺點:容易出現靜電積累引起強烈的靜電放電。 折衷方案:接入洩放電阻。

「地」是電子技術中乙個很重要的概念。由於「地」的分類與作用有多種, 容易混淆,故總結一下「地」的概念。 「接地」有裝置內部的訊號接地和裝置接大地,兩者概念不同,目的也不同。「地」的經典定義是「作為電路或系統基準的等電位點或平面」。

對於乙個訊號來說,它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑,所以如何處理這個訊號回流就變得非常的關鍵。第一,根據公式可以知道,輻射強度是和迴路面積成正比的,就是說回流需要走的路徑越長,形成的環越大,它對外輻射的干擾也越大,所以,pcb布板的時候要盡可能減小電源迴路和訊號迴路面積。第二,對於乙個高速訊號來說,提供有好的訊號回流可以保證它的訊號質量,這是因為pcb上傳輸線的特性阻抗一般是以地層(或電源層)為參考來計算的,如果高速線附近有連續的地平面,這樣這條線的阻抗就能保持連續,如果有段線附近沒有了地參考,這樣阻抗就會發生變化,不連續的阻抗從而會影響到訊號的完整性。所以,佈線的時候要把高速線分配到靠近地平面的層,或者高速線旁邊並行走一兩條地線,起到遮蔽和就近提供回流的功能。第三,為什麼說佈線的時候盡量不要跨電源分割,這也是因為訊號跨越了不同電源層後,它的回流途徑就會很長了,容易受到干擾。當然,不是嚴格要求不能跨越電源分割,對於低速的訊號是可以的,因為產生的干擾相比訊號可以不予關心。對於高速訊號就要認真檢查,盡量不要跨越,可以通過調整電源部分的走線。

一: 訊號「地」又稱參考「地」,就是零電位的參考點,也是構成電路訊號迴路的公共端 。

(1) 直流地:直流電路「地」,零電位參考點。

(2) 交流地:交流電的零線。應與地線區別開。

(3) 功率地:大電流網路器件、功放器件的零電位參考點。

(4) 模擬地:放大器、取樣保持器、a/d轉換器和比較器的零電位參考點。

(5) 數字地:也叫邏輯地,是數位電路的零電位參考點。

(6) 「熱地」:開關電源無需使用工頻變壓器,其開關電路的「地」和市電電網有關,即所謂的「熱地」,它是帶電的。

(7) 「冷地」:由於開關電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離;又由於其反饋電路常用光電耦合器,既能傳送反饋訊號,又將雙方的「地」隔離;所以輸出端的地稱之為「冷地」,它不帶電。

有單點接地,多點接地,浮地和混合接地。(這裡主要介紹浮地)單點接地是指整個電路系統中只有乙個物理點被定義為接地參考點,其他各個需要接地的點都直接接到這一點上。在低頻電路中,佈線和元件之間不會產生太大影響。通常頻率小於1mhz的電路,採用一點接地。多點接地是指電子裝置中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上(即裝置的金屬底板)。在高頻電路中,寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大於10mhz的電路,常採用 多點接地。浮地,即該電路的地與大地無導體連線。『 虛地:沒有接地,卻和地等電位的點。』其優點是該電路不受大地電效能的影響。浮地可使功率地(強電地)和訊號地(弱電地)之間的隔離電阻很大,所以能阻止共地阻抗電路性耦合產生的電磁干擾。其缺點是該電路易受寄生電容的影響,而使該電路的地電位變動和增加了對模擬電路的感應干擾。乙個折衷方案是在浮地與公共地之間跨接乙個阻值很大的洩放電阻,用以釋放所積累的電荷。注意控制釋放電阻的阻抗,太低的電阻會影響裝置洩漏電流的合格性。

1:浮地技術的應用

a交流電源地與直流電源地分開

一般交流電源的零線是接地的。但由於存在接地電阻和其上流過的電流,導致電源的零線電位並非為大地的零電位。另外,交流電源的零線上往往存在很多干擾,如果交流電源地與直流電源地不分開,將對直流電源和後續的直流電路正常工作產生影響。因此,採用把交流電源地與直流電源地分開的浮地技術,可以隔離來自交流電源地線的干擾。

b 放大器的浮地技術

對於放大器而言,特別是微小輸入訊號和高增益的放大器,在輸入端的任何微小的干擾訊號都可能導致工作異常。因此,採用放大器的浮地技術,可以阻斷干擾訊號的進入,提高放大器的電磁相容能力。

c 浮地技術的注意事項

2)注意浮地系統對地存在的寄生電容,高頻干擾訊號通過寄生電容仍然可能耦合到浮地系統之中。

3)浮地技術必須與遮蔽、隔離等電磁相容性技術相互結合應用,才能收到更好的預期效果。

4)採用浮地技術時,應當注意靜電和電壓反擊對裝置和人身的危害。

2:混合接地

混合接地使接地系統在低頻和高頻時呈現不同的特性,這在寬頻敏感電路中是必要的。電容對低頻和直流有較高的阻抗,因此能夠避免兩模組之間的地環路形成。當將直流地和射頻地分開時,將每個子系統的直流地通過10~100nf的電容器接到射頻地上,這兩種地應在一點有低阻抗連線起來,連線點應選在最高翻轉速度(di/dt)訊號存在的點。

二: 裝置接大地

在工程實踐中,除認真考慮裝置內部的訊號接地外,通常還將裝置的訊號地,機殼與大地連在一起,以大地作為裝置的接地參考點。裝置接大地的目的是

1)保護地,保護接地就是將裝置正常執行時不帶電的金屬外殼(或構架)和接地裝置之間作良好的電氣連線。 為了保護人員安全而設定的一種接線方式。保護「地」線一端接用電器外殼,另一端與大地作可靠連線。

2)防靜電接地,洩放機箱上所積累的電荷,避免電荷積累使機箱電位公升高,造成電路工作的不穩定。

3)遮蔽地,避免裝置在外界電磁環境的作用下使裝置對大地的電位發生變化,造成裝置工作的不穩定。

此外還有防雷接地和音響中的音訊專用地等等。

1.4.混合接地

如果不選擇使用整個平面的作為公共的地線,比如模組本身有兩個地線的時候,就需要進行對地平面進行分割,這往往與電源平面有相互作用。地之間的連線方法如下:

① 地間電路板普通走線連線:使用這種方法可以保證兩個地線之間可靠的低阻抗導通,但僅限於中低頻訊號電路地之間的接法。

② 地間大電阻連線:大電阻的特點是一旦電阻兩端出現壓差,就會產生很弱的導通電流,把地線上電荷洩放掉之後,最終實現兩端的壓差為零。

③ 地間電容連線:電容的特性是直流截止和交流導通,應用於浮地系統中。

④ 地間磁珠連線:磁珠等同於乙個隨頻率變化的電阻,它表現的是電阻特性。應用於快速小電流波動的弱訊號的地與地之間。

⑤ 地間電感連線:電感具有抑制電路狀態變化的特性,可以削峰填谷,通常應用於兩個有較大電流波動的地與地之間。

⑥ 地間小電阻連線:小電阻增加了乙個阻尼,阻礙地電流快速變化的過衝;在電流變化時候,使衝擊電流上公升沿變緩。

電路板中的各種「地」

混合電路裡面做標示用的,vcc表示模擬訊號電源,gnd表示模擬訊號地,vdd表示數碼訊號電源,vss表示數字電源地 vcc主要表示bipolar電路的電源,c表示collector集電極,電源一般接在npn的集電極 或pnp的發射極 積體電路剛出現時只有npn管,後來才有整合進去的pnp管。vdd ...

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