بريد:info@anke-pcb.com
Whatapp/WeChat: 008618589033832
سكايب: Sannyduanbsp
جوهر GND في الدوائر
خلالتخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلورالعملية ، سيواجه المهندسون علاجات GND مختلفة.
لماذا يحدث ذلك؟ في مرحلة التصميم التخطيطي للدائرة ، من أجل تقليل التداخل المتبادل بين الدوائر ، يقدم المهندسون عمومًا أسلاك أرضية GND مختلفة كنقطة مرجعية 0V للدوائر الوظيفية المختلفة ، وتشكيل حلقات تيار مختلفة.
تصنيف الأسلاك الأرضية GND:
1. الأسلاك الأرضية التناظرية agnd
يستخدم AGND الأسلاك الأرضية التناظرية بشكل أساسي في جزء الدائرة التناظرية ، مثل دائرة اكتساب ADC لأجهزة الاستشعار التناظرية ، ودائرة نسبة المضخم التشغيلي ، إلخ.
في هذه الدوائر التناظرية ، نظرًا لأن الإشارة هي إشارة تمثيلية وإشارة ضعيفة ، فإنها تتأثر بسهولة بالتيارات الكبيرة للدوائر الأخرى. إذا لم يتم التمييز ، فإن التيارات الكبيرة ستنتج قطرات جهد كبيرة في الدائرة التناظرية ، مما يتسبب في تشويه الإشارة التناظرية وربما تسبب فشل وظيفة الدائرة التناظرية.
2. السلك الأرضي الرقمي DGND
الأسلاك الأرضية الرقمية DGND ، من الواضح أنها نسبة إلى AGND الأسلاك الأرضية التناظرية ، تستخدم بشكل أساسي في جزء الدائرة الرقمية ، مثل دوائر الكشف الرئيسية ، دوائر اتصالات USB ،دوائر متحكم، إلخ.
سبب إعداد DGND السلكي الرقمي هو أن الدوائر الرقمية لها ميزة شائعة ، وهي إشارة مفتاح منفصلة تميز فقط بين "0" و "1" ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
أثناء عملية التغير الجهد من "0" إلى "1" أو من "1" إلى "0" ، ينتج الجهد تغييرًا. وفقًا لنظرية Maxwell الكهرومغناطيسية ، فإن التيار المتغير سيؤدي إلى إنتاج مجال مغناطيسي حوله ، ويشكل إشعاع EMC على دوائر أخرى.
لتقليل تأثير إشعاع EMC على الدوائر ، يجب استخدام DGND سلكي رقمي منفصل لتوفير عزلة فعالة للدوائر الأخرى.
3. سلك الأرض PGND
سواء أكان ذلك هو AGND الأسلاك الأرضية أو الأسلاك الأرضية الرقمية DGND ، فإن كلاهما دوائر منخفضة الطاقة. في الدوائر عالية الطاقة ، مثل دوائر محرك المحرك ، دوائر محرك الصمام الكهرومغناطيسية ، هناك أيضًا سلك أرضي مرجعي منفصل يسمى PULER WORK PGND.
دوائر الطاقة العالية، كما يوحي الاسم ، هي دوائر ذات تيارات كبيرة نسبيًا. من الواضح أن التيارات الكبيرة يمكن أن تتسبب بسهولة في إزاحة الأرض بين وظائف مختلفةدوائر.
بمجرد أن يكون هناك إزاحة أرضية في الدائرة ، قد لا يكون الجهد 5V الأصلي 5V بعد الآن ، ولكن يصبح 4V. لأن الجهد 5V نسبة إلى سلك GND المرجعي 0V. إذا تسبب إزاحة الأرض في ارتفاع GND من 0V إلى 1V ، فإن الجهد 5V السابق (5V-0V = 5V) يصبح 4V (5V-1V = 4V) الآن.
4.
يتم تصنيف AGND الأسلاك الأرضية التناظرية ، DGND الأسلاك الأرضية الرقمية ، وسلك الطاقة PGND كلها كأسلاك أرضية DC GND. يجب أن يتم جمع هذه الأنواع المختلفة من الأسلاك الأرضية معًا كأسلاك أرضية مرجعية 0V للدائرة بأكملها ، والتي تسمى GND GND.
مصدر الطاقة هو مصدر الطاقة لجميع الدوائر. جميع الجهد والتيار المطلوب للدائرة للعمل من مصدر الطاقة. لذلك ، فإن السلك الأرضي GND لمصدر الطاقة هو النقطة المرجعية لجهد الجهد 0V لجميع الدوائر.
هذا هو السبب في أن الأنواع الأخرى من الأسلاك الأرضية ، سواء كانت AGND الأسلاك الأرضية التناظرية ، أو الأسلاك الأرضية الرقمية DGND أو سلك الأرض PGND ، يجب جمع جميعها مع سلك إمدادات الطاقة GND.
5. سلك الأرض AC CGND
يوجد CGND السلك الأرضي AC بشكل عام في دوائر مع مصادر طاقة التيار المتردد ، مثل دوائر إمدادات الطاقة AC-DC.
تنقسم دوائر إمدادات الطاقة AC-DC إلى جزأين. المرحلة الأمامية للدائرة هي دائرة التيار المتردد ، والمرحلة الخلفية هي دائرة التيار المستمر ، والتي تضطر إلى تكوين سلكين أرضي ، أحدهما هو السلك الأرضي للتيار المتردد ، والآخر هو سلك الأرض DC.
يعمل السلك الأرضي AC كنقطة مرجعية 0V لجزء دائرة التيار المتردد ، ويعمل السلك الأرضي DC كنقطة مرجعية 0V لجزء دائرة DC. عادة ، من أجل توحيد السلك الأرضي GND في الدائرة ، سيقوم المهندس بتوصيل السلك الأرضي AC بسلك الأرض DC من خلال مكثف اقتران أو محث.
6. سلك الأرض الأرض egnd
جهد السلامة لجسم الإنسان أقل من 36 فولت. إذا تجاوز الجهد 36 فولت على جسم الإنسان ، فسوف يسبب ضررًا لجسم الإنسان. هذا هو الحس السليم للسلامة للمهندسين عند تطوير تصميمات مشروع الدوائر.
لتعزيز عامل الأمان للدائرة ، يستخدم المهندسون عمومًا سلك الأرض الأرضي EGND في مشاريع عالية الجهد وعالي الدقة ، مثل الأجهزة المنزلية مثل المعجبين الكهربائي والثلاجات وأجهزة التلفزيون. يظهر المقبس مع وظيفة حماية EGND في الشكل أدناه.
السبب في أن مآخذ الأجهزة المنزلية تحتوي على ثلاثة أطراف هو أنه على الرغم من أن طاقة AC 220V تتطلب فقط سلكًا مباشرًا وسلكًا محايدًا ، فإن المحطة الثالثة هي للأرض الواقية للأرض (EGND).
يتم استخدام المحطتين للأسلاك الحية والمحايدة من قوة 220 فولت ، في حين أن المحطة الثالثة بمثابة أرض الأرض الواقية (EGND).
من المهم أن نلاحظ أن أرض الأرض (EGND) متصلة فقط بالأرض وتوفر الحماية ضد الجهد العالي. لا يشارك في وظيفة الدائرة ولا علاقة له بوظيفة الدائرة.
لذلك ، فإن أرض الأرض (EGND) لها أهمية كهربائية مميزة من أنواع أخرى من اتصالات الأرض (GND).
استكشاف مبدأ GND:
قد يتساءل المهندسون عن سبب وجود العديد من الفروق في اتصالات الأرض (GND) ولماذا يحتاجون إلى تقديم وظائف متعددة لـ GND.
عادةً ما يقوم المهندسون بتبسيط تسمية اتصالات GND إلى "GND" فقط دون تمايز في التصميمات التخطيطي ، مما يجعل من الصعب تحديد أسباب وظيفية مختلفة للدوائر أثناء تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. وبالتالي ، فإن جميع اتصالات GND مترابطة ببساطة.
على الرغم من أن هذه العملية المبسطة مريحة ، إلا أنها تؤدي إلى سلسلة من المشاكل:
1. تدخل الإشارة:
إذا كانت اتصالات الأرض الوظيفية المختلفة (GND) مترابطة مباشرة ، يمكن أن تتداخل دوائر الطاقة العالية التي تتجول عبر الأرض (GND) مع النقطة المرجعية 0V (GND) للدوائر ذات الطاقة المنخفضة ، مما يؤدي إلى الحديث المتبادل بين الدوائر المختلفة.
2. دقة الإشارة:
بالنسبة للدوائر التناظرية ، تعد دقة الإشارة مقياسًا للتقييم الحاسم. إن فقدان الدقة يناضل الأهمية الوظيفية الأصلية للدوائر التناظرية.
تتقلب الأرض (CGND) من إمدادات طاقة التيار المتردد في شكل موجي جيب دوري ، مما يتسبب في تقلب الجهد الكبير أيضًا. على عكس أرض DC (GND) ، والتي لا تزال ثابتة عند 0V.
عندما يتم ربط اتصالات أرضية دائرة مختلفة (GND) ، يمكن أن يؤثر التقلب الدوري لأرض AC (CGND) على التغيرات في الأرض التناظرية (AGND) ، مما يؤثر على دقة الجهد للإشارات التناظرية.
3. EMCتجربة:
كلما كانت الإشارة أضعف ، كلما كانت الإشعاع الكهرومغناطيسي الخارجي (EMC). كلما كانت الإشارة أقوى ، زادت أقوى EMC الخارجي.
إذا كانت اتصالات أرضية دائرة مختلفة (GND) مترابطة ، فإن الأرض (GND) لدائرة إشارة قوية تتداخل مباشرة مع الأرض (GND) لدائرة إشارة ضعيفة. وبالتالي ، تصبح إشارة الإشعاع الكهرومغناطيسي الضعيف في الأصل (EMC) مصدرًا قويًا للإشعاع الكهرومغناطيسي إلى الخارج ، مما يجعل من الصعب التعامل مع تجارب EMC.
4. موثوقية الدائرة:
أقل اتصالات بين أنظمة الدوائر ، زادت قدرة التشغيل المستقلة لكل دائرة. وعلى العكس ، كلما زادت الاتصالات ، كانت القدرة على التشغيل المستقلة أضعف.
النظر في نظامين الدوائر ، A و B ، دون أي تقاطعات. يجب ألا يؤثر أداء نظام الدائرة A على التشغيل الطبيعي لنظام الدائرة B ، والعكس صحيح.
هذا مشابه لزوج من الغرباء ، حيث لن تؤثر التغييرات العاطفية لشخص واحد على مزاج الآخر لأنه ليس لديهم اتصال.
إذا كانت اتصالات أرضية دائرة مختلفة (GND) مترابطة داخل نظام الدائرة ، فإنها تضيف ارتباطًا توصيلًا يزيد من التداخل بين الدوائر ، مما يقلل من موثوقية تشغيل الدائرة.
Shenzhen Anke PCB Co. ، Ltd
وقت النشر: ديسمبر -05-2023
