ფოსტა:info@anke-pcb.com
Whatapp/WeChat: 008618589033832
Skype: Sannyduanbsp
GND- ის არსი სქემებში
დროსPCB განლაგებაპროცესი, ინჟინრები განიცდიან სხვადასხვა GND მკურნალობას.
რატომ ხდება ეს? მიკროსქემის სქემატური დიზაინის ფაზაში, სქემებს შორის ურთიერთდამოკიდებულების შესამცირებლად, ინჟინრები ზოგადად შემოიტანენ სხვადასხვა GND გრუნტის მავთულს, როგორც 0v საცნობარო წერტილებს სხვადასხვა ფუნქციური სქემისთვის, ქმნიან სხვადასხვა მიმდინარე მარყუჟებს.
GND სახმელეთო მავთულის კლასიფიკაცია:
1. ანალოგური გრუნტის მავთულები
ანალოგური გრუნტის მავთულის AGND ძირითადად გამოიყენება ანალოგური წრის ნაწილში, მაგალითად, ანალოგური სენსორების ADC შეძენის წრე, ოპერაციული გამაძლიერებელი თანაფარდობის წრე და ა.შ.
ამ ანალოგურ სქემებში, რადგან სიგნალი არის ანალოგური სიგნალი და სუსტი სიგნალი, მას ადვილად აისახება სხვა სქემების დიდი დენებისა. თუ არ გამოირჩევა, დიდი დენები წარმოქმნის დიდ ძაბვის წვეთებს ანალოგურ წრეში, რამაც გამოიწვია ანალოგური სიგნალის დამახინჯება და პოტენციურად იწვევს ანალოგური მიკროსქემის ფუნქციის წარუმატებლობას.
2. ციფრული მიწის მავთული dgnd
ციფრული მიწის მავთულის DGND, აშკარად ანალოგური მიწის მავთულის Agnd, ძირითადად გამოიყენება ციფრული წრის ნაწილში, მაგალითად, საკვანძო გამოვლენის სქემები, USB საკომუნიკაციო სქემები,მიკროკონტროლერის სქემებიდა ა.შ.
ციფრული გრუნტის მავთულის DGND- ის შექმნის მიზეზი ის არის, რომ ციფრულ სქემებს აქვთ საერთო მახასიათებელი, რაც დისკრეტული შეცვლის სიგნალია მხოლოდ "0" და "1" შორის, როგორც ეს მოცემულია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.
ძაბვის შეცვლის პროცესში "0" - დან "1" ან "1" - დან "0" - მდე, ძაბვა წარმოქმნის ცვლილებას. მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის თანახმად, ცვალებადი დენი წარმოქმნის მაგნიტურ ველს მის გარშემო, რაც ქმნის EMC გამოსხივებას სხვა სქემებზე.
EMC გამოსხივების გავლენის შესამცირებლად, სქემებზე, ცალკეული ციფრული გრუნტის მავთულის DGND უნდა იქნას გამოყენებული სხვა სქემებისთვის ეფექტური იზოლაციის უზრუნველსაყოფად.
3. Power Ground Wire PGND
იქნება ეს ანალოგური გრუნტის მავთული, ან ციფრული მიწის მავთულის DGND, ისინი ორივე დაბალი სიმძლავრის სქემებია. მაღალი სიმძლავრის სქემებში, მაგალითად, საავტომობილო ძრავის სქემები, ელექტრომაგნიტური სარქვლის წამყვანი სქემები, ასევე არსებობს ცალკეული საცნობარო გრუნტის მავთული, რომელსაც ეწოდება Power Ground Wire PGND.
მაღალი სიმძლავრის სქემებიროგორც სახელწოდება გვთავაზობს, არის სქემები შედარებით დიდი დენებით. ცხადია, დიდმა დენებმა შეიძლება ადვილად გამოიწვიოს მიწის ნაკვეთი სხვადასხვა ფუნქციონირებას შორისსქემები.
მას შემდეგ, რაც წრეში გრუნტის ოფსეტურია, ორიგინალი 5V ძაბვა შეიძლება აღარ იყოს 5V, მაგრამ გახდეს 4V. იმის გამო, რომ 5V ძაბვა შედარებით 0v Reference Gnd Ground Wire. თუ მიწის ნაკვეთი იწვევს GND– ს ზრდას 0V– დან 1V– მდე, მაშინ წინა 5V ძაბვა (5V-0V = 5V) ხდება 4V (5V-1V = 4V) ახლა.
4. ელექტრომომარაგების მიწა მავთულის gnd
Analog Ground Wire Agnd, ციფრული მიწის მავთულის DGND და Power Ground Wire PGND ყველა კლასიფიცირდება როგორც DC Ground Wire GND. ამ სხვადასხვა ტიპის სახმელეთო მავთულები უნდა შეგროვდეს ერთად, როგორც 0v საცნობარო გრუნტის მავთულები მთელი წრისთვის, რომელსაც ეწოდება ელექტრომომარაგების გრუნტის მავთული GND.
ელექტრომომარაგება არის ენერგიის წყარო ყველა სქემისთვის. მიკროსქემის მუშაობისთვის საჭირო ყველა ძაბვა და დენი არის ელექტროენერგიის მიწოდება. ამრიგად, ელექტრომომარაგების გრუნტის მავთულის gnd არის 0V ძაბვის საცნობარო წერტილი ყველა სქემისთვის.
სწორედ ამიტომ, სხვა ტიპის სახმელეთო მავთულები, იქნება ეს ანალოგური მიწის მავთულები, ციფრული მიწის მავთულის DGND ან Power Ground Wire PGND, ყველა უნდა შეგროვდეს ელექტრომომარაგების გრუნტის მავთულხლართთან ერთად.
5. AC მიწის მავთულის CGND
AC მიწის მავთულის CGND ზოგადად გვხვდება სქემებში AC ენერგიის წყაროებით, მაგალითად, AC-DC ელექტრომომარაგების სქემებით.
AC-DC ელექტრომომარაგების სქემები იყოფა ორ ნაწილად. მიკროსქემის წინა ეტაპი არის AC წრე, ხოლო უკანა ეტაპი არის DC წრე, რომელიც იძულებულია შექმნას ორი სახმელეთო მავთული, ერთი არის AC მიწის მავთული, ხოლო მეორე არის DC მიწის მავთული.
AC გრუნტის მავთული ემსახურება როგორც 0v საცნობარო წერტილს AC წრის ნაწილისთვის, ხოლო DC Ground Wire ემსახურება როგორც 0V საცნობარო წერტილს DC წრის ნაწილისთვის. ჩვეულებრივ, წრეში მიწის მავთულის GND გაერთიანების მიზნით, ინჟინერი დააკავშირებს AC მიწის მავთულს DC მიწის მავთულზე დაწყვილებული კონდენსატორის ან ინდუქტორით.
6. დედამიწის მიწის მავთული Egnd
უსაფრთხოების ძაბვა ადამიანის სხეულისთვის არის 36V- ზე ქვემოთ. თუ ძაბვა აღემატება ადამიანის სხეულზე გამოყენებულ 36V- ს, ეს ზიანს აყენებს ადამიანის სხეულს. ეს არის უსაფრთხოების საღი აზრი ინჟინრებისთვის, როდესაც შეიმუშავებს მიკროსქემის პროექტის დიზაინს.
მიკროსქემის უსაფრთხოების ფაქტორების გასაუმჯობესებლად, ინჟინრები ზოგადად იყენებენ დედამიწის სახმელეთო მავთულს EGND მაღალი ძაბვისა და მაღალი დონის პროექტებში, მაგალითად, საყოფაცხოვრებო ტექნიკით, როგორიცაა ელექტრო გულშემატკივრები, მაცივარი და ტელევიზორები. EGND დაცვის ფუნქციის მქონე სოკეტი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.
მიზეზი, რის გამოც საყოფაცხოვრებო ტექნიკის სოკეტებს აქვთ სამი ტერმინალი, არის იმის გამო, რომ, მიუხედავად იმისა, რომ 220V AC სიმძლავრე მხოლოდ ცოცხალ მავთულსა და ნეიტრალურ მავთულს მოითხოვს, მესამე ტერმინალი არის დამცავი დედამიწის მიწისთვის (EGND).
ორი ტერმინალი გამოიყენება 220V სიმძლავრის ცოცხალი და ნეიტრალური მავთულისთვის, ხოლო მესამე ტერმინალი ემსახურება როგორც დამცავი დედამიწის მიწას (EGND).
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ დედამიწის მიწა (EGND) მხოლოდ დედამიწას უკავშირდება და უზრუნველყოფს მაღალი ძაბვისგან დაცვას. იგი არ მონაწილეობს მიკროსქემის ფუნქციონირებაში და არ უკავშირდება მიკროსქემის ფუნქციას.
ამრიგად, დედამიწის მიწას (EGND) აქვს მკაფიო ელექტრული მნიშვნელობა სხვა ტიპის მიწის (GND) კავშირებისგან.
GND– ის პრინციპის შესწავლა:
ინჟინრებს შეიძლება გაინტერესებთ, რატომ არის ამდენი განსხვავება მიწის ნაკვეთისთვის (GND) კავშირებისთვის და რატომ უნდა შემოიტანონ GND– სთვის მრავალი ფუნქციის დანერგვა.
ჩვეულებრივ, ინჟინრები ამარტივებენ GND კავშირების დასახელებას მხოლოდ "GND" - ს სქემატურ დიზაინში დიფერენციაციის გარეშე, რაც ართულებს PCB განლაგების დროს სხვადასხვა წრიული ფუნქციური საფუძვლის იდენტიფიცირებას. შესაბამისად, ყველა GND კავშირი უბრალოდ ურთიერთკავშირშია.
მიუხედავად იმისა, რომ ეს გამარტივებული ოპერაცია მოსახერხებელია, ის იწვევს პრობლემების სერიას:
1. სიგნალის ჩარევა:
თუ სხვადასხვა ფუნქციური გრუნტის (GND) კავშირები უშუალოდ ურთიერთკავშირშია, მაღალი ენერგიის სქემები, რომლებიც მოგზაურობენ მიწაში (GND), შეუძლიათ ხელი შეუშალონ დაბალი სიმძლავრის სქემების 0V საცნობარო წერტილს (GND), რის შედეგადაც ხდება სიგნალის ჯვარედინი სხვადასხვა სქემებს შორის.
2. სიგნალის სიზუსტე:
ანალოგური სქემებისთვის, სიგნალის სიზუსტე გადამწყვეტი შეფასების მეტრია. სიზუსტის დაკარგვა კომპრომეტირებს ანალოგური სქემების თავდაპირველ ფუნქციურ მნიშვნელობას.
AC ელექტრომომარაგების მიწა (CGND) მერყეობს პერიოდულ სინუსოიდულ ტალღის ფორმაში, რაც იწვევს მისი ძაბვის ცვალებადობას. განსხვავებით DC Ground (GND), რომელიც მუდმივად რჩება 0V- ზე.
როდესაც სხვადასხვა წრიული გრუნტის (GND) კავშირები ურთიერთკავშირშია, AC გრუნტის ციკლურმა რყევამ (CGND) შეიძლება გავლენა მოახდინოს ანალოგურ გრუნტში (AGND) ცვლილებებზე, ამით გავლენას ახდენს ანალოგური სიგნალების ძაბვის სიზუსტეზე.
3. EMCექსპერიმენტი:
უფრო სუსტია სიგნალი, უფრო სუსტია გარე ელექტრომაგნიტური გამოსხივება (EMC). რაც უფრო ძლიერია სიგნალი, მით უფრო ძლიერია გარე EMC.
თუ სხვადასხვა წრიული გრუნტის (GND) კავშირები ურთიერთკავშირშია, ძლიერი სიგნალის წრის მიწის ნაკვეთი (GND) პირდაპირ ერევა სუსტი სიგნალის წრეში. შესაბამისად, თავდაპირველად სუსტი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების (EMC) სიგნალი ხდება გარედან ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ძლიერი წყარო, რაც უფრო რთული გახდება EMC ექსპერიმენტების მართვისთვის.
4. წრიული საიმედოობა:
რაც უფრო ნაკლები კავშირი აქვს მიკროსქემის სისტემებს შორის, მით უფრო დიდია თითოეული წრის დამოუკიდებელი ოპერაციული უნარი. ამის საპირისპიროდ, რაც უფრო მეტი კავშირი აქვს, უფრო სუსტია დამოუკიდებელი ოპერაციული უნარი.
განვიხილოთ ორი წრიული სისტემა, A და B, ყოველგვარი კვეთაზე. მიკროსქემის სისტემის A– ს შესრულება არ უნდა იმოქმედოს მიკროსქემის სისტემის ნორმალურ მოქმედებაზე და პირიქით.
ეს მსგავსია უცხო ადამიანების წყვილი, სადაც ერთი ადამიანის ემოციური ცვლილებები არ იმოქმედებს სხვის განწყობაზე, რადგან მათ კავშირი არ აქვთ.
თუ სხვადასხვა წრიული გრუნტის (GND) კავშირი ურთიერთკავშირშია მიკროსქემის სისტემაში, იგი დასძენს დამაკავშირებელ ბმულს, რომელიც ზრდის სქემებს შორის ჩარევას, რითაც ამცირებს მიკროსქემის ოპერაციის საიმედოობას.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
პოსტის დრო: დეკ. -05-2023
