除了正確的接地設(shè)計和安裝,還需要正確地將各種信號接地。在控制系統(tǒng)中,地線大致有以下幾種:
(1)數(shù)字地:也叫邏輯地,是各種開關(guān)(數(shù)字)信號的零電位。
(2)模擬地:是各種模擬信號的零電位。
(3)信號地:通常是傳感器的地。
(4)交流地線:交流電源的地線,通常是產(chǎn)生噪聲的地線。
(5) DC地:DC電源地。
(6)屏蔽接地:也稱機箱接地,設(shè)計用于防止靜電感應(yīng)和磁場感應(yīng)。
以上地線處理是系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)試中的一個重要問題。以下是一些關(guān)于接地的意見:
(1)控制系統(tǒng)應(yīng)在一點接地。一般來說,高頻電路應(yīng)該在附近的幾個點接地,低頻電路應(yīng)該在一個點接地。在低頻電路中,布線和元器件之間的電感問題不大,但接地形成的回路的干擾影響很大,所以經(jīng)常用一個點作為接地點。但是一點接地不適合高頻,因為在高頻時,地線上有電感,增加了地線的阻抗,同時地線之間存在電感耦合。一般來說頻率在1MHz以下,可以采用一點接地;高于10MHz時,采用多點接地;1 MHz至10 MHz之間可采用單點接地或多點接地。
(2)交流地和信號地不能共用。由于一段電源地線的兩點之間會有幾毫伏甚至幾伏的電壓,對于低電平信號電路來說是一種非常重要的干擾,因此必須進行隔離和防范。
(3)浮地與接地的比較。整機浮動是指系統(tǒng)各部分隨地球一起浮動。這種方法簡單,但整個系統(tǒng)與大地之間的絕緣電阻不能小于50M。這種方法有一定的抗干擾能力,但一旦絕緣下降,就會帶來干擾。還有一種方法,就是把底盤接地,剩下的浮起來。該方法抗干擾能力強,安全可靠,但實現(xiàn)復(fù)雜。
(4)同時性。模擬地的連接非常重要。為了提高抗共模干擾的能力,模擬信號可以采用屏蔽浮動技術(shù)。具體模擬信號的接地處理應(yīng)嚴格按照操作手冊的要求進行設(shè)計。
(5)屏蔽接地。在控制系統(tǒng)中,為了降低信號中的容性耦合噪聲,準確地檢測和控制它,需要對信號進行屏蔽。根據(jù)屏蔽目的的不同,屏蔽地線的連接方式也不同。電場屏蔽解決了分布電容的問題,一般接地;電磁場屏蔽主要避免雷達、無線電等高頻電磁場的輻射干擾。由低電阻金屬材料制成,具有高導(dǎo)電性,可以接地。磁場屏蔽用于防止磁體、電機、變壓器、線圈等產(chǎn)生磁感應(yīng)。屏蔽方式是用高磁導(dǎo)率材料封閉磁路,一般最好接地。當(dāng)信號電路在一點接地時,低頻電纜的屏蔽層也應(yīng)在一點接地。如果電纜有多個屏蔽層,就會產(chǎn)生噪聲電流,形成噪聲干擾源。當(dāng)電路有一個未接地的信號源連接到系統(tǒng)中接地的放大器時,輸入端的屏蔽應(yīng)該連接到放大器的公共端;相反,當(dāng)接地信號源連接到系統(tǒng)中未接地的放大器時,放大器的輸入端也應(yīng)連接到信號源的公共端。
電氣系統(tǒng)的接地應(yīng)根據(jù)接地的要求和目的進行分類。不同的接地系統(tǒng)不能簡單隨意的連接在一起,而是分成幾個獨立的接地子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)都有其共同的接地點或接地干線,最后連接在一起實現(xiàn)總接地。
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Q1:為什么它被禁足了?
答:接地技術(shù)的引入最初是一種保護措施,以防止
當(dāng)產(chǎn)生電壓時,產(chǎn)生的故障電流會通過PE線流到地,從而起到保護作用。隨著電子通信等數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展,接地系統(tǒng)中僅考慮防雷和安全是遠遠不夠的。
請求。例如,在通信系統(tǒng)中,大量設(shè)備之間的信號互連要求每個設(shè)備應(yīng)該有一個參考地作為信號的參考地。而且隨著電子設(shè)備的復(fù)雜化,信號頻率越來越高,因為
因此,在接地設(shè)計中,必須特別注意信號之間相互干擾等電磁兼容問題,否則,接地不當(dāng)將嚴重影響系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。最近,高速信號的信號回流技術(shù)
還引入了“土地”的概念。
Q2:接地的定義
回答:
在現(xiàn)代接地概念中,對于線路工程師來說,該術(shù)語通常意味著‘線路電壓參考點’;對于系統(tǒng)設(shè)計人員來說,它通常是一個機柜或機架;對于電氣工程師來說,它是綠色的。
安全地線或接地線。一個常見的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗通道”。要注意“低阻抗”和“路徑”。
Q3:公共接地符號
回答:
Pe、pgnd、fg保護接地或外殼;BGND或DC-RETURN - DC - 48V(24V)電源(電池)回流;GND -工作地點;DGND -數(shù)字地面;
AGND -模擬地面;LGND -防雷現(xiàn)場
GND通常被定義為電路中的電壓參考基點。
從電學(xué)上講,GND分為電源地和信號地。PG是電源地的縮寫。另一個是信號地。事實上,它們可能是有聯(lián)系的(不一定混合在一起!)。兩個名字,主要是為了方便電路的分析。
此外,由于電路形式不同,必須區(qū)分兩種“接地”:數(shù)字接地和模擬接地。
數(shù)字地和模擬地都有信號地和電源地。數(shù)字和
模擬地之間,某些電路可以直接連接,有些電路要用電抗器連接,有些電路不可連接。Q4:合適的接地方式
Answer:
接地有多種方式,有單點接地,多點接地以及混合類型的接地。而單點接地又分為串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地。一般來說,單點接地用于簡單電路,不同功能模塊
之間接地區(qū)分,以及低頻(f<1MHz)電子線路。當(dāng)設(shè)計高頻(f>10MHz)電路時就要采用多點接地了或者多層板(完整的地平面層)。
Q5:信號回流和跨分割的介紹
Answer:對于一個電子信號來說,它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑,所以如何處理這個信號回流就變得非常的關(guān)鍵。
第一,根據(jù)公式可以知道,輻射強度是和回路面積成正比的,就是說回流需要走的路徑越長,形成的環(huán)越大,它對外輻射的干擾也越大,所以,PCB布板的時候要
盡可能減小電源回路和信號回路面積。
第二,對于一個高速信號來說,提供有好的信號回流可以保證它的信號質(zhì)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(xù)的地平面,這樣這條線的阻抗就能保持連續(xù),如果有段線附近沒有了地參考,這樣阻抗就會發(fā)生變化,不連續(xù)的阻抗從而會影響到信號的完整性。
所以,布線的時候要把高速線分配到靠近地平面的層,或者高速線旁邊并行走一兩條地線,起到屏蔽和就近提供回流的功能。
第三,為什么說布線的時候盡量不要跨電源分割,這也是因為信號跨越了不同電源層后,它的回流途徑就會很長了,容易受到干擾。當(dāng)然,不是嚴格要求不能跨越電
源分割,對于低速的信號是可以的,因為產(chǎn)生的干擾相比信號可以不予關(guān)心。對于高速信號就要認真檢查,盡量不要跨越,可以通過調(diào)整電源部分的走線。(這是針
對多層板多個電源供應(yīng)情況說的)
Q6:為什么要將模擬地和數(shù)字地分開,如何分開?
Answer:模擬信號和數(shù)字信號都要回流到地,因為數(shù)字信號變化速度快,從而在數(shù)字地上引起的噪聲就會很大,而模擬信號是需要一個干凈的地參考工作的。
如果模擬地和數(shù)字地混在一起,噪聲就會影響到模擬信號。
一般來說,模擬地和數(shù)字地要分開處理,然后通過細的走線連在一起,或者單點接在一起??偟乃枷胧潜M量阻隔數(shù)字地上的噪聲竄到模擬地上。當(dāng)然這也不是非常嚴
格的要求模擬地和數(shù)字地必須分開,如果模擬部分附近的數(shù)字地還是很干凈的話可以合在一起。
Q7:單板上的信號如何接地?
Answer:對于一般器件來說,就近接地是最好的,采用了擁有完整地平面的多層板設(shè)計后,對于一般信號的接地就非常容易了,基本原則是保證走線的連續(xù)
性,減少過孔數(shù)量;靠近地平面或者電源平面,等等。
Q8:單板的接口器件如何接地?
Answer:有些單板會有對外的輸入輸出接口,比如串口連接器,網(wǎng)口RJ45連接器等等,如果對它們的接地設(shè)計得不好也會影響到正常工作,例如網(wǎng)口互連
有誤碼,丟包等,并且會成為對外的電磁干擾源,把板內(nèi)的噪聲向外發(fā)送。一般來說會單獨分割出一塊獨立的接口地,與信號地的連接采用細的走線連接,可以串上
害羞的戒指或者小阻值的電阻。細的走線可以用來阻隔信號地上噪音過到接口地上來。同樣的,對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。
Q9:帶屏蔽層的電纜線的屏蔽層如何接地?
Answer:屏蔽電纜的屏蔽層都要接到單板的接口地上而不是信號地上,這是因為信號地上有各種的噪聲,如果屏蔽層接到了信號地上,噪聲電壓會驅(qū)動共模電
流沿屏蔽層向外干擾,所以設(shè)計不好的電纜線一般都是電磁干擾的最大噪聲輸出源。當(dāng)然前提是接口地也要非常的干凈
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混合電路里面做標示用的,VCC表示模擬信號電源,GND表示模擬信號地,VDD表示數(shù)字信號電源,VSS表示數(shù)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(fā)射極),集成電路剛出現(xiàn)時只有NPN管,后來才有集成進去的PNP管。VDD/VSS一般表示MOS電路的電源和“地”,D/S分別表示MOS管的Drain(漏)/Source(源)。
一、解釋 VCC:C=circuit 表示電路的意思, 即接入電路的電壓;
VDD:D=device 表示器件的意思, 即器件內(nèi)部的工作電壓;
VSS:S=series 表示公共連接的意思,通常指電路公共接地端電壓。
二、說明
1、對于數(shù)字電路來說,VCC是電路的供電電壓,VDD是芯片的工作電壓(通常Vcc>Vdd),VSS是接地點。
2、有些IC既有VDD引腳又有VCC引腳,說明這種器件自身帶有電壓轉(zhuǎn)換功能。
3、在場效應(yīng)管(或COMS器件)中,VDD為漏極,VSS為源極,VDD和VSS指的是元件引腳,而不表示供電電壓。
VDD:電源電壓(單極器件);電源電壓(4000系列數(shù)字電 路);漏極電壓(場效應(yīng)管)
VCC:電源電壓(雙極器件);電源電壓(74系列數(shù)字電路);聲控載波(Voice Controlled Carrier)
VSS:地或電源負極
VEE:負電壓供電;場效應(yīng)管的源極(S)
VPP:編程/擦除電壓。
詳解:
在電子電路中,VCC是電路的供電電壓, VDD是芯片的工作電壓:
VCC:C=circuit 表示電路的意思, 即接入電路的電壓, D=device 表示器件的意思, 即器件內(nèi)部的工作電壓,在普通的電子電路中,一般Vcc>Vdd !
VSS:S=series 表示公共連接的意思,也就是負極。
有些IC 同時有VCC和VDD, 這種器件帶有電壓轉(zhuǎn)換功能。
在“場效應(yīng)”即COMS元件中,VDD乃CMOS的漏極引腳,VSS乃CMOS的源極引腳, 這是元件引腳符號,它沒有“VCC”的名稱,你的問題包含3個符號,VCC / VDD /VSS, 這顯然是電路符號
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幾種接地符號
第1個我用做電源正或數(shù)字電路VCC,不用作地.
第2個我用作數(shù)字地或數(shù)字模擬公共地.
第3個用作模擬地.
第4個當(dāng)然是機箱外殼或外殼接大地了.