詳解控製係統中常見的幾種地線技術
發布時間:2017-01-13 責任編輯:sherry
【導讀】無論是在模擬電路中還是在數字電路中都存在著個種各樣的“地”,為便於大家了解和掌握,現在總結出控製係統中常見的幾種接地,供大家參考學習。
DCpower一般是指帶實際電壓的源,其他的都是標號(在有些仿真軟件中默認的把標號和源相連的)VDD:電源電壓(單極器件);電源電壓(4000係列數字電路);漏極電壓(場效應管)VCC:電源電壓(雙極器件);電源電壓(74係列數字電路);聲控載波(VoiceControlledCarrier)VSS:地或電源負極VEE:負電壓供電;場效應管的源極(S)VPP:編程/擦除電壓。
一、解釋
DCpower一般是指帶實際電壓的源,其他的都是標號(在有些仿真軟件中默認的把標號和源相連的)VDD:電源電壓(單極器件);電源電壓(4000係列數字電路);漏極電壓(場效應管)VCC:電源電壓(雙極器件);電源電壓(74係列數字電路);聲控載波(VoiceControlledCarrier)VSS:地或電源負極VEE:負電壓供電;場效應管的源極(S)VPP:編程/擦除電壓。
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、另外一種解釋:
Vcc和Vdd是器件的電源端。
Vcc是雙極器件的正,Vdd多半是單級器件的正。下標可以理解為NPN晶體管的集電極C,和PMOSorNMOS場效應管的漏極D。同樣你可在電路圖中看見Vee和Vss,含義一樣。因為主流芯片結構是矽NPN所以Vcc通常是正。如果用PNP結構Vcc就為負了。薦義選用芯片時一定要看清電氣參數。
Vcc來源於集電極電源電壓,CollectorVoltage,一般用於雙極型晶體管,PNP管時為負電源電壓,有時也標成-Vcc,NPN管時為正電壓。
Vdd來源於漏極電源電壓,DrainVoltage,用於MOS晶體管電路,一般指正電源。因為很少單獨用PMOS晶體管,所以在CMOS電路中Vdd經常接在PMOS管的源極上。
Vss源極電源電壓,在CMOS電路中指負電源,在單電源時指零伏或接地。
Vee發射極電源電壓,EmitterVoltage,一般用於ECL電路的負電源電壓。
Vbb基極電源電壓,用於雙極晶體管的共基電路。
三、說明
1、一般來說VCC=模擬電源,VDD=數字電源,VSS=數字地,VEE=負電源。
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換功能。
3、對於數字電路來說,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。
4、在場效應管(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。
詳解: 有些IC 同時有VCC和VDD, 這種器件帶有電壓轉換功能。 在“場效應”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, 這顯然是電路符號除了正確進行接地設計、安裝,還要正確進行各種不同信號的接地處理。
控製係統中,大致有以下幾種地線:
(1)數字地:也叫邏輯地,是各種開關量(數字量)信號的零電位。
(2)模擬地:是各種模擬量信號的零電位。
(3)信號地:通常為傳感器的地。
(4)交流地:交流供電電源的地線,這種地通常是產生噪聲的地。
(5)直流地:直流供電電源的地。
(6)屏蔽地:也叫機殼地,為防止靜電感應和磁場感應而設。
以上這些地線處理是係統設計、安裝、調試中的一個重要問題。
下麵就接地問題提出一些看法:
(1)kongzhixitongyicaiyongyidianjiedi。yibanqingkuangxia,gaopindianluyingjiujinduodianjiedi,dipindianluyingyidianjiedi。zaidipindianluzhong,buxianheyuanjianjiandedianganbingbushishenmedawenti,ranerjiedixingchengdehuanludeganraoyingxianghenda,yinci,changyiyidianzuoweijiedidian;但一點接地不適用於高頻,因為高頻時,地線上具有電感因而增加了地線阻抗,同時各地線之間又產生電感耦合。一般來說,頻率在1MHz以下,可用一點接地;高於10MHz時,采用多點接地;在1~10MHz之間可用一點接地,也可用多點接地。
(2)交流地與信號地不能共用。由於在一段電源地線的兩點間會有數mV甚至幾V電壓,對低電平信號電路來說,這是一個非常重要的幹擾,因此必須加以隔離和防止。
(3)浮地與接地的比較。全機浮空即係統各個部分與大地浮置起來,這種方法簡單,但整個係統與大地絕緣電阻不能小於50MΩ。這zhe種zhong方fang法fa具ju有you一yi定ding的de抗kang幹gan擾rao能neng力li,但dan一yi旦dan絕jue緣yuan下xia降jiang就jiu會hui帶dai來lai幹gan擾rao。還hai有you一yi種zhong方fang法fa,就jiu是shi將jiang機ji殼ke接jie地di,其qi餘yu部bu分fen浮fu空kong。這zhe種zhong方fang法fa抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang,安an全quan可ke靠kao,但dan實shi現xian起qi來lai比bi較jiao複fu雜za。
(4)模mo擬ni地di。模mo擬ni地di的de接jie法fa十shi分fen重zhong要yao。為wei了le提ti高gao抗kang共gong模mo幹gan擾rao能neng力li,對dui於yu模mo擬ni信xin號hao可ke采cai用yong屏ping蔽bi浮fu技ji術shu。對dui於yu具ju體ti模mo擬ni量liang信xin號hao的de接jie地di處chu理li要yao嚴yan格ge按an照zhao操cao作zuo手shou冊ce上shang的de要yao求qiu設she計ji。
(5)屏蔽地。在控製係統中為了減少信號中電容耦合噪聲、準(zhun)確(que)檢(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi),對(dui)信(xin)號(hao)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)措(cuo)施(shi)是(shi)十(shi)分(fen)必(bi)要(yao)的(de)。根(gen)據(ju)屏(ping)蔽(bi)目(mu)的(de)不(bu)同(tong),屏(ping)蔽(bi)地(di)的(de)接(jie)法(fa)也(ye)不(bu)一(yi)樣(yang)。電(dian)場(chang)屏(ping)蔽(bi)解(jie)決(jue)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)問(wen)題(ti),一(yi)般(ban)接(jie)大(da)地(di);電磁場屏蔽主要避免雷達、電台等高頻電磁場輻射幹擾。利用低阻金屬材料高導流而製成,可接大地。磁場屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線xian圈quan等deng磁ci感gan應ying,其qi屏ping蔽bi方fang法fa是shi用yong高gao導dao磁ci材cai料liao使shi磁ci路lu閉bi合he,一yi般ban接jie大da地di為wei好hao。當dang信xin號hao電dian路lu是shi一yi點dian接jie地di時shi,低di頻pin電dian纜lan的de屏ping蔽bi層ceng也ye應ying一yi點dian接jie地di。如ru果guo電dian纜lan的de屏ping蔽bi層ceng地di點dian有you一yi個ge以yi上shang時shi,將jiang產chan生sheng噪zao聲sheng電dian流liu,形xing成cheng噪zao聲sheng幹gan擾rao源yuan。當dang一yi個ge電dian路lu有you一yi個ge不bu接jie地di的de信xin號hao源yuan與yu係xi統tong中zhong接jie地di的de放fang大da器qi相xiang連lian時shi,輸shu入ru端duan的de屏ping蔽bi應ying接jie至zhi放fang大da器qi的de公gong共gong端duan;相反,當接地的信號源與係統中不接地的放大器相連時,放大器的輸入端也應接到信號源的公共端。 對於電氣係統的接地,要按接地的要求和目的分類,不能將不同類接地簡單地、renyidilianjiezaiyiqi,ershiyaofenchengruogandulidejiedizixitong,meigezixitongdouyouqigongtongdejiedidianhuojiediganxian,zuihoucailianjiezaiyiqi,shixingzongjiedi。
有人說: 模擬地跟數字地,最終都要接到一塊的,那幹嗎還要分模擬地和數字地呢? 這是因為雖然是相通的,但是距離長了,就不一樣了。 同一條導線,不同的點的電壓可能是不一樣的,特別是電流較大時。 因為導線存在著電阻,電流流過時就會產生壓降。 另外,導線還有分布電感,在交流信號下,分布電感的影響就會表現出來。 所suo以yi我wo們men要yao分fen成cheng數shu字zi地di和he模mo擬ni地di,因yin為wei數shu字zi信xin號hao的de高gao頻pin噪zao聲sheng很hen大da,如ru果guo模mo擬ni地di和he數shu字zi地di混hun合he的de話hua,就jiu會hui把ba噪zao聲sheng傳chuan到dao模mo擬ni部bu分fen,造zao成cheng幹gan擾rao。如ru果guo分fen開kai接jie地di的de話hua,高gao頻pin噪zao聲sheng可ke以yi在zai電dian源yuan處chu通tong過guo濾lv波bo來lai隔ge離li掉diao。但dan如ru果guo兩liang個ge地di混hun合he,就jiu不bu好hao濾lv波bo了le。
我們經常在電路中見到0歐的電阻,對於新手來說,往往會很迷惑:既然是0歐的電阻,那就是導線,為何要裝上它呢?還有這樣的電阻市場上有賣嗎? 其實0歐的電阻還是蠻有用的。
大概有以下幾個功能:
① 做為跳線使用。這樣既美觀,安裝也方便。
② 在數字和模擬等混合電路中,往往要求兩個地分開,並且單點連接。我們可以用一個0歐ou的de電dian阻zu來lai連lian接jie這zhe兩liang個ge地di,而er不bu是shi直zhi接jie連lian在zai一yi起qi。這zhe樣yang做zuo的de好hao處chu就jiu是shi,地di線xian被bei分fen成cheng了le兩liang個ge網wang絡luo,在zai大da麵mian積ji鋪pu銅tong等deng處chu理li時shi,就jiu會hui方fang便bian得de多duo。附fu帶dai提ti示shi一yi下xia,這zhe樣yang的de場chang合he,有you時shi也ye會hui用yong電dian感gan或huo者zhe磁ci珠zhu等deng來lai連lian接jie。
③ 做保險絲用。由於PCB上走線的熔斷電流較大,如果發生短路過流等故障時,很難熔斷,可能會帶來更大的事故。由於0歐電阻電流承受能力比較弱(其實0歐電阻也是有一定的電阻的,隻是很小而已),過流時就先將0歐(ou)電(dian)阻(zu)熔(rong)斷(duan)了(le),從(cong)而(er)將(jiang)電(dian)路(lu)斷(duan)開(kai),防(fang)止(zhi)了(le)更(geng)大(da)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng)。有(you)時(shi)也(ye)會(hui)用(yong)一(yi)些(xie)阻(zu)值(zhi)為(wei)零(ling)點(dian)幾(ji)或(huo)者(zhe)幾(ji)歐(ou)的(de)小(xiao)電(dian)阻(zu)來(lai)做(zuo)保(bao)險(xian)絲(si)。不(bu)過(guo)不(bu)太(tai)推(tui)薦(jian)這(zhe)樣(yang)來(lai)用(yong),但(dan)有(you)些(xie)廠(chang)商(shang)為(wei)了(le)節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben),就(jiu)用(yong)此(ci)將(jiang)就(jiu)了(le)。
④ 為調試預留的位置。可以根據需要,決定是否安裝,或者其它的值。有時也會用*來標注,表示由調試時決定。
⑤ 作(zuo)為(wei)配(pei)置(zhi)電(dian)路(lu)使(shi)用(yong)。這(zhe)個(ge)作(zuo)用(yong)跟(gen)跳(tiao)線(xian)或(huo)者(zhe)撥(bo)碼(ma)開(kai)關(guan)類(lei)似(si),但(dan)是(shi)通(tong)過(guo)焊(han)接(jie)固(gu)定(ding)上(shang)去(qu)的(de),這(zhe)樣(yang)就(jiu)避(bi)免(mian)了(le)普(pu)通(tong)用(yong)戶(hu)隨(sui)意(yi)修(xiu)改(gai)配(pei)置(zhi)。通(tong)過(guo)安(an)裝(zhuang)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)的(de)電(dian)阻(zu),就(jiu)可(ke)以(yi)更(geng)改(gai)電(dian)路(lu)的(de)功(gong)能(neng)或(huo)者(zhe)設(she)置(zhi)地(di)址(zhi)。 0歐的電阻不但有賣,而且還有不同的規格呢,一般是按功率來分,如1/8瓦,1/4瓦等等。 怎麼選擇呢?這個需要看產品的數據手冊了。它有電阻值和功率值的。

無論是在模擬電路中還是在數字電路中都存在著個種各樣的“地”,為便於大家了解和掌握,現將其總結出來,供大家參考。
1. 信號“地”:
信號“地”又稱參考“地”,就是零電位的參考點,也是構成電路信號回路的公共段,圖形符號“⊥”。
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:大電流網絡器件、功放器件的零電位參考點。
4)模擬地:放大器、采樣保持器、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,是數字電路的零電位參考點。
6)“熱地”:開關電源無需使用變壓器,其開關電路的“地”和市電電網有關,既所謂的“熱地”,它是帶電的,圖形符號為:“ ⊥ ”。
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、既能傳送反饋信號又將雙方的“地”隔離;所以輸出端的地稱之為“冷地”,它不帶電。圖形符號為“⊥”。
2. 保護“地”:
保護“地”是為了保護人員安全而設置的一種接線方式。保護“地”線一端接用電器,另一端與大地作可靠連接。
3. 音響中的“地”:
1)屏蔽線接地:音響係統為防止幹擾,其金屬機殼用導線與信號“地”相接,這叫屏蔽接地。
2)音頻專用“地”:專業音響為了防止幹擾,除了屏蔽“地”之外,還需與音頻專用“地”相連。此接地裝置應專門埋設,並且應與隔離變壓器、屏蔽式穩壓電源的相應接地端相連後作為音控室中的專用音頻接地點。
4. 不同地線的處理方法:
1)數字地和模擬地應分開:在高要求電路中,數字地與模擬地必需分開。即使是對於A/D、D/A轉換器同一芯片上兩種“地”最好也要分開,僅在係統一點上把兩種“地”連接起來。
2)保護“地”: 保護“地”是為了保護人員安全而設置的一種接線方式。保護“地”線一端接用電器,另一端與大地作可靠連接。
3)音響中的“地”:
a)屏蔽線接地:音響係統為防止幹擾,其金屬機殼用導線與信號“地”相接,這叫屏蔽接地。
b)音頻專用“地”:專業音響為了防止幹擾,除了屏蔽“地”之外,還需與音頻專用 “地”相連。此接地裝置應專門埋設,並且應與隔離變壓器、屏蔽式穩壓電源的相應接地端相連後作為音控室中的專用音頻接地點。
4)浮地與接地:係統浮地,是將係統電路的各部分的地線浮置起來,不與大地相連。這種接法,有一定抗幹擾能力。但係統與地的絕緣電阻不能小於50MΩ,一旦絕緣性能下降,就會帶來幹擾。通常采用係統浮地,機殼接地,可使抗幹擾能力增強,安全可靠。
5)一點接地: 在低頻電路中,布線和元件之間不會產生太大影響。通常頻率小於1MHz的電路,采用一點接地。
6)多點接地: 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,采用多點接地。
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