电子电路中同样是地!为什么要分开,最后怎么又连在一起

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在电子电路设计中,关于接地,大家都会讨论这个数字地,模拟地,他们之间有什么区别。对于一个系统来说,其实无论有多少个地,最终还是会汇集成一个地。因为外面电源进来就一个电源与一个地。

之所以分成好几个地,是为了排除相互之间的干扰。在电路中就会诸比GND,AGND,PGND,DGND等等地。电源也是一样,什么VCC,3V3,5V,12V,不过电源是因为电路需要不同的电压供电才会分成这么多电源。但对于地来说,所有地都是0V,却分成了这么多地,实在是麻烦。

数字地,模拟地的概念
那我们来说说这些都是什么地,一般DGND就是数字地,digital ground。数字地就是信号传输都是以数字的,字节的形式传播的。它只有0,1两种电平。数字信号他的抗干扰能力比模拟信号稍微强一点。由于数字信号的开关属性,如果没有处理好地,在地中会更容易产生地弹干扰。

模拟信号一般用AGND来定义地,模拟信号是在传输时是随着时间变化,电平是随时间变化的,连续的信号,比如声音就是模拟信号,你声音有时大,是随着时间不停的变化的。以前是电视机就是模拟信号,不过现在都是用的数字电视了,也用数字信号了。数字信号抗干扰强一点,所以数字电视很清楚,也不会乱晃,乱闪。

图1

图1

各个要区分开的原因
就因为数字信号,与模拟信号是两种不同类型的信号,如果混在一起,他们之间就会形成干扰,前面也说了数字信号抗干扰能力强一点,因为数字信号只有0,1两种电平,只要保证这两种电平在可接受范围那就是可以的。原创今日头条:卧龙会IT技术

数字信号实际是下面图2这样的,它允许上,下波动一点点,在3V以上可以波动一下,在0V以下也可以波动一点,只要能保证0-3V这个区间是稳定可靠的就行。

图2

图2

而模拟信号不一样,它是连续的,中间稍微有一点干扰,就能体现出来,比如你的说话声音,中间突然有一个其它信号,就会有杂音了。如下图所示,箭头所示有了干扰,如果是声音的话,这里就会与正常的声音不一样了,会有杂音,不清楚了。

图3

图3

所以模拟信号有一点点干扰就会在输出体现出来。如果是放大电路,前面有干扰,经过放大,这个杂音会更大。

模拟信号与数字信号混在一起,由于数字信号的开关属性,在地中肯定有一些不稳定因素,也就是地弹,它会把这些地弹噪音串进模拟信号中,使模拟信号产生问题。所以模拟信号与数字信号肯定是要分开的。

PGND的话,一般是高压地,比如220V的,高压与低压也是要分开的,高压地与低压地分开倒不是因为干扰,它是为了防止高压对低压的破坏作用。

各个地之间如何处理
虽然电路中分成了好几个地,但在同一块线路板,最后还是要汇聚在一起的。那有人就说了,连一起了,不就又有干扰了。这就给大家讲讲如何连在一起的问题。

大家都听说过一点接地,多点接地。很多人问我怎么区分一点接地,多点接地。

一点接地就是把同一个性质的地都连在一起然后再汇聚到一起,所以我们一定要把同一性质的地都放在一起,方便连接起来。如下图4所示,与基它地相连就只能通过那个大圆点连接,这就是一点接地

接地

多点接地就不用多说了,就是所有地都打到一个地平面上。如下图5所示,蓝色的表示是电路路板中分布在各个地方的地,绿色的所示地层一个平面。从顶层打孔下去,连接到地层。多点接地就是地可以分布在各个地方,他们之间不用互相连接起来。

多点接地

最后就是数字地,模拟地如何连接在一起了。连接方式有两种,一种是加个0欧姆电阻,一种是加磁珠。这两种方式各有各的优缺点,加0欧姆电阻的话,用0欧姆电阻连在一起,虽然两个地分开了,但还是会有一些数字信号的高频谐次波干扰会引入模拟信号中,不过比两种地混合在一起是好了很多。

用磁珠连接的好处就是磁珠能过滤掉一些数字信号中的高频谐次波。它的缺点是磁珠有一定的直流电阻特性,会在数字地与模拟地之间形成电位差。

文章转载自:卧龙会IT技术

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