Когда земли должны быть разделенными?
Куда я должен подключать земли импульсных регуляторов?
Ответ:
Что делать с аналоговой землей (AGND) и силовой землей (PGND) микросхемы импульсного регулятора? Этот вопрос задают многие разработчики импульсных источников питания. Некоторые из них привыкли иметь дело с цифровой и аналоговой землей, однако, когда дело доходит до силовой земли, они нередко теряются. Тогда они просто копируют разводку платы, рекомендованную для выбранной микросхемы регулятора, и забывают об этой проблеме.
PGND – это точка заземления, через которую протекают более сильные импульсные токи. В зависимости от топологии импульсного регулятора, это может быть током мощного внутреннего транзистора или импульсным током выходного драйвера внешнего транзистора. Это особенно актуально в случае контроллеров импульсных преобразователей, например, с внешними силовыми ключами.
AGND, называемая иногда SGND (signal ground – сигнальная земля), – это заземление, которое, как правило, используют в качестве опорного уровня другие, обычно очень «тихие» сигналы. К таким сигналам относится, в частности, напряжение внутреннего опорного источника, необходимое для стабилизации выходного напряжения. Сигналы разрешения и управления мягким запуском также привязаны к AGND.
Существуют два различных технических подхода и, соответственно, разные мнения экспертов относительно подключения этих земляных соединений.
Один из подходов состоит в том, чтобы контакты AGND и PGND микросхемы импульсного регулятора соединить друг с другом возле соответствующих выводов. Это поддерживает смещение напряжения между двумя выводами относительно низким, защищая микросхему импульсного регулятора от помех, и даже от возможных повреждений. Все земли схемы и земляной слой печатной платы, если он существует, должны звездообразно сходится в эту общую точку. Пример реализации такого подхода показан на Рисунке 1. На нем изображена разводка печатной платы для 10-амперного микромодуля понижающего преобразователя LTM4600. Отдельные земли печатной платы соединены вблизи друг друга (см. синий овал на Рисунке 1). Определенное разделение PGND и AGND происходит уже на кристалле микросхемы из-за паразитной индуктивности соответствующих проводов, соединяющих кристалл с корпусом, а также индуктивности связанных с ними выводов, что приводит к небольшим взаимным помехам между цепями на кристалле.
| Рисунок 1. | Локальное соединение PGND и AGND прямо на контактных площадках. |
Другой подход предполагает дополнительное разделение AGND и PGND на плате на два разных слоя, соединенных друг с другом в одной точке. Благодаря этому соединению сигналы помехи (напряжение смещения) локализуются в основном в области PGND, в то время как напряжение в области AGND остается очень спокойным и очень хорошо отделенным от PGND. Однако недостатком этого метода является то, что, в зависимости от скорости переходных процессов и силы тока, на соответствующих выводах может происходить значительное смещение напряжения между PGND и AGND. Это может стать причиной неправильной работы, или даже повреждения микросхемы импульсного регулятора. Реализация такого подхода показана на Рисунке 2 на примере микросхемы 6-амперного импульсного понижающего регулятора ADP2386.
| Рисунок 2. | Разделенные AGND и PGND, соединенные под земляным основанием корпуса микросхемы через переходные отверстия. |
Вопрос заземления сводится к компромиссу между строгим разделением для минимизации шумов и помех и риском появления смещений напряжения между двумя землями, воздействующих на кристалл микросхемы и нарушающих ее функционирование. Правильное решение в отношении этого компромисса в значительной степени зависит от конструкции микросхемы, включая крутизну фронтов, уровни мощности, паразитные индуктивности внутренних проводов и корпуса, а также риск защелкивания каждой микросхемы.
Заключение
Ответ на вопрос о том, как обходиться с землями AGND и PGND, не так прост. Вот почему дискуссии на эту тему все еще продолжаются. В самом начале я упомянул о том, что многие разработчики импульсных регуляторов используют примеры разводки платы и подключения земель, предоставленные разработчиком микросхем. Это разумно, поскольку, как правило, у вас есть основания предполагать, что производитель проверил соответствующую микросхему в такой конфигурации. Из примеров на Рисунках 1 и 2 также можно видеть, что расположение соответствующих выводов микросхем хорошо подходит как для локального соединения земель возле выводов AGND и PGND, так и для раздельного заземления.
Разумеется, производитель микросхемы может ошибиться при проектировании примеров схем. Вот почему хорошо иметь дополнительную информацию об основных подходах.
What is GND in a Circuit?
What is GND in a circuit? During the PCB Layout routing process, engineers are faced with different GND handling. Why? In the circuit principle design stage, in order to reduce mutual interference between circuits, engineers generally introduce different GND grounds as 0V reference points for different functional circuits, forming different current loops.
Classification of GND
1 Analog ground AGND
Analog ground AGND is mainly used in the analog circuit part, such as the ADC acquisition circuit of analog sensors, operation amplification proportional circuit, etc.
In these analog circuits, because the signal is analog and weak, it is easily affected by high currents from other circuits. If not distinguished, the large current will produce a large voltage drop in the analog circuit, which will make the analog signal distorted and may seriously cause the analog circuit function to fail.
2 Digital ground DGND
Digital ground DGND, obviously relative to analog ground AGND, is mainly used in digital circuits, such as key detection circuits, USB communication circuits, microcontroller circuits, etc.
The reason why digital ground DGND is set up is that digital circuits have a common feature. They are all discrete open light signals, only the number "0" and the number "1" to distinguish, as shown in the figure below.
During the transition from the digital "0" voltage to the digital "1" voltage, or the transition from the digital "1" voltage to the digital "0" voltage, the voltage has a change. According to Maxwell's electromagnetic theory, the change A magnetic field is generated around the current, which forms EMC radiation to other circuits.
In order to reduce the EMC radiation impact of the circuit, a separate digital ground DGND must be used so that other circuits are effectively isolated.
3 Power ground PGND
Analog ground AGND or digital ground DGND, are all low power circuits. In high-power circuits, such as motor drive circuits, solenoid valve drive circuits, etc., there is also a separate reference ground, which is called the power ground PGND.
High-power circuits, as the name implies, are relatively large current circuits. Obviously, large currents are likely to cause ground offsets between circuits with different functions, as shown in the figure below.
Once there is a ground shift in the circuit, the original 5V voltage may not be 5V, but 4V. Because the 5V voltage is referred to the GND ground line 0V, if the ground offset causes the GND line to rise from 0V to 1V, then the previous 5V (5V-0V=5V) voltage becomes the current 4V (5V-1V= 4V) again.
4 Power supply GND
Analog ground AGND, and digital ground DGND, and power ground PGND, are all classified as DC ground GND. These different types of ground, finally all come together as a 0V reference ground for the whole circuit, this ground is called power ground GND.
The voltage and current required for all circuits to work come from the power supply. Therefore, the GND of the power supply is the 0V voltage reference point for all circuits.
This is why other types of ground, whether it is analog ground AGND, digital ground DGND, or power ground PGND, all need to be brought together with the power supply ground GND at the end.
5 AC ground CGND
AC ground CGND is generally present in circuit projects containing AC power, such as AC to DC power circuits.
AC-DC power supply circuit is divided into two parts. The front stage of the circuit is the AC part and the backstage of the circuit is the DC part, which forces the formation of two grounds, one for the AC ground and the other for the DC ground.
The AC ground serves as the 0V reference point for the AC portion of the circuit, and the DC ground serves as the 0V reference point for the DC portion of the circuit. Usually, in order to unify a ground GND in a circuit, engineers connect the AC ground to the DC ground through a coupling capacitor or inductor.
6 Earth ground EGND
The safe voltage for the human body is below 36V. Voltages exceeding 36V can cause damage to the human body if applied to the body, which is a common sense safety for engineers in developing and designing circuit project solutions.
In order to enhance the safety factor of the circuit, engineers generally use the earth ground EGND in high-voltage and high-current projects, such as in the circuits of household appliances electric fans, refrigerators, and televisions. The socket with earth ground EGND protection is shown in the picture below.
220V AC only needs the fire wire and zero wire. Why socket for household appliances have 3 terminals?
The two of 3 terminals of the socket are used for the 220V fire and zero wires, and the other terminal-the earth ground EGND is to play a protective role.
The earth ground EGND, it is only connected to our earth, to play a high-voltage protection role. It is not involved in the project circuit function.
Therefore, the meaning of EGND and other types of GND circuits are significantly different.
Working principle of GND
How can a ground GND have so many distinctions, and how can a simple circuit problem be made so complicated?
Why is it necessary to introduce so many subdivision of the GND ground function?
Generally, engineers simply named this type of GND ground wire design as GND. There is no distinction in the schematic design process, which makes it difficult to effectively identify the GND ground wires of different circuit functions during PCB layout. They directly and simply connect all GND ground wires together.
Although this is easy to operate, it will lead to a series of problems.
1 Signal crosstalk
If the different functions of the ground GND are directly connected together, high-power circuits through the ground GND, will affect the 0V reference point GND of low-power circuits so that the crosstalk between the signals of different circuits is generated.
2 Signal accuracy
The core indicator of the Analog circuit is the accuracy of the signal. Without accuracy, the analog circuit loses its original functional significance.
The ground CGND of the AC power supply is a sine wave that fluctuates up and down periodically. Its voltage also fluctuates up and down, not always maintained at a constant 0V like the DC ground GND.
Connecting the ground GND of different circuits together, the cyclically changing AC ground CGND will drive the analog circuit ground AGND to change, which will affect the voltage accuracy value of the analog signal.
3 EMC experiment
The weaker the signal is, the weaker the EMC of external electromagnetic radiation is. The stronger the signal is, the stronger the EMC of external electromagnetic radiation is.
If the GND of different circuits are connected together, the GND of the circuit with strong signal directly interferes with the GND of the circuit with weak signal. The consequence is that the EMC with a weak signal becomes the source of strong external EMR, which increases the difficulty of the circuit processing EMC experiment.
4 Circuit reliability
Between circuit systems, the fewer the parts of the signal connection, the stronger the ability of the circuit to operate independently; the more the parts of the signal connection, the weaker the ability of the circuit to operate independently.
If there is no intersection between two circuit systems A and B, it is obvious that the function of circuit system A cannot affect the normal operation of circuit system B. Similarly, the function of circuit system B cannot affect the normal operation of circuit system A.
If the circuit ground wires of different functions are connected together in the circuit system, it is equivalent to increasing a link of interference between the circuits, that is, reducing the reliability of circuit operation.
We are the professional distributor of electronic components, providing a large variety of products to save you a lot of time, effort, and cost with our efficient self-customized service. careful order preparation fast delivery service
Agnd на схеме что
Обозначение цепей питания в иностранных материалах
Автор: Kavka
Опубликовано 23.05.2013
Создано при помощи КотоРед.
Крошка-сын к отцу пришел,
и спросила кроха:
— Что такое Vcc, Vee, Vdd, Vss.
и что их так много?
Каждый человек увлекающийся электроникой сталкивается с материалами иностранного происхождения. И будь то схема электронного устройства или спецификация на чип, там могут встречаться множество различных обозначений цепей питания, которые вполне могут ввести в замешательство начинающего или незнакомого с этой темой радиолюбителя. В интернете достаточно информации чтобы внести ясность в этот вопрос. Далее кратко изложено то что было найдено о происхождении обозначений и их применении.
VCC, VEE, VDD, VSS — откуда такие обозначения? Обозначения цепей питания проистекают из области анализа схем на транзисторах, где, обычно, рассматривается схема с транзистором и резисторами подключенными к нему. Напряжение (относительно земли) на коллекторе (collector), эмиттере (emitter) и базе (base) обозначают VC, VE и VB. Резисторы подключенные к выводам транзистора обозначим RC, RE и RB. Напряжение на дальних (от транзистора) выводах резисторов часто обозначают VCC, VEE и VBB. На практике, например для NPN транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, VCC соответствуют плюсу, а VEE минусу источника питания. Соответственно для PNP транзисторов будет наоборот.
Аналогичные рассуждения для полевых транзисторов N-типа и схемы с общим истоком дают объяснение обозначений VDD и VSS (D — drain, сток; S — source, исток): VDD — плюс, VSS — минус.
Обозначения напряжений на выводах вакуумных ламп могут быть следующие: VP (plate, anode), VK (cathode, именно K, не C), VG (grid, сетка).
Как написано выше, Vcc и Vee используются для схем на биполярных транзисторах (VCC — плюс, VEE — минус), а Vdd и Vss для схем на полевых транзисторах (VDD — плюс, VSS — минус). Такое обозначение не совсем корректно, так как микросхемы состоят из комплементарных пар транзисторов. Например, у КМОП микросхем, плюс подключен к P-FET истокам, а минус к N-FET истокам. Тем не менее, это традиционное устоявшее обозначение для цепей питания независимо от типа проводимости используемых транзисторов.
Для схем с двух полярным питанием VCC и VDD могут интерпретироваться как наибольшее положительное, а VEE и VSS как самое отрицательное напряжение в схеме относительно земли.
Для микросхем питающихся от одного или нескольких источников одной полярности минус часто обозначают GND (земля). Земля может быть разной, например, сигнальная, соединение с корпусом, заземление.
Что означает GND на микросхеме
Обозначения земли на схемах
электрических принципиальных
Земля в электронике — узел цепи, потенциал которого условно принимается за ноль, и все напряжения в системе отсчитываются от потенциала этого узла. Выбор земли произволен, однако на практике чаще всего за землю принимают один из выводов источника питания. При однополярном источнике обычно землёй считают его отрицательный вывод, при двуполярном источнике за землю принимают его среднюю точку. Иногда в англоязычной литературе на схемах обозначается GND (от англ. Ground, земля).
Источник двухполярного питания с общей землёй (GND от английского Ground)
Что означает маркировка GND?
Земля (электроника) — узел цепи, потенциал которого условно принимается за ноль
Что означает GND в электрике?
GND SP = Общий провод динамиков. GND или GROUND или K31 или просто указан минус = Общий провод (Масса), минус аккумулятора. A+ или ACC или KL 15 или S-K или S-kont или SAFE или SWA = +12 с замка зажигания. … На некоторых магнитолах есть два провода, -iLL+ и iLL- Минусовой провод гальванически отвязан от массы.
Почему важно правильно определять GND
При подключении схем бытовой электроники или компьютеров важно правильно определить ноль и внимательно следить за маркировкой GND. Современные разъемы обычно имеют защиту от неверного включения, но даже в этом случае полезно убедиться, что подключение производится правильно. Иначе произойдет замыкание и выход схемы из строя.
В компьютерах обычно используются цепи питания в 5 В или 12 В. Хотя нулевой провод обеих цепей одного цвета (обычно черного), для каждой используются разные провода. В типичных случаях VCC обычно означает +5 В.
Чтобы не ошибиться при подключении, нужно найти на материнской плате обозначение GND и проверить, какой провод в разъеме подходит к к этой точке. Затем использовать цвет этого провода, если на разъемах нет маркировки.
GND на схеме материнской платы в магнитоле или камере: что это такое
Многие люди интересуются, какая роль на схеме материнской платы или магнитолы отводится GND и что это вообще такое. Если дословно, то это «земля» (от английского слова «ground»). Некоторые также используют термин в значении «масса» или «минус». По факту – это общий провод, который обычно бывает белым или черным. Последний вариант более распространён. При этом существуют и другие варианты провода питания. Например, синий, зеленый, оранжевый, красный и желтый.
Важно учитывать следующие расшифровки при ремонте материнской платы:
- GND (ground или «земля»). Речь идет о точке нулевого потенциала микросхемы.
- VEE (Voltage Emitter Emitter обозначает «напряжение эмиттер»). В данном случае имеется ввиду минус питания по отношению к GND.
- VCC (Voltage Collector Collector – это «коллектор напряжения»). Это как раз-таки плюс питания по отношению к GND.
Также важно учитывать, что аббревиатура GND может иметь и несколько иной вид, например, DGND, GNDD. Так будет обозначаться цифровая земля
Аналоговая же земля, в свою очередь, может быть обозначена аббревиатурами AGND или GNDA.
Для понимания сути, следует привести элементарный пример. В компьютерном корпусе потребовалось подключить дополнительный вентилятор, чтобы блок не перегревался. Стандартных мощностей не хватало. Ноль вентилятор, черный провод был подключен к проводу молекс-разъема на блоке питания. Кстати, он тоже выполнен в черном цвете. В данном случае это и есть «земля».
Само же питание на вентиляторе было желтым. Оно подключалось к молексу кабеля питания такого же цвета.
Важно! В данном случае следует понимать простую «арифметику»:
- Когда соединяются желтый и черные шнуры, на выходе получается заряд в 12 Вт.
- Сочетание же красного и черного дает всего 5 вольт.
Это важно учитывать для того, чтобы рассчитать необходимое напряжение. В противном случае, может возникнуть замыкание и последующая неисправность, устранить которую иногда невозможно
Кстати на плате и коннекторах можно обнаружить еще и маркировку «POWER». Здесь это значит питание (со знаком плюс).
Обязательно следует обращать внимание и на гнезда с коннекторами. Порой, их конструкция способна исключить неверное подключение
Кстати, сами кнопки компьютера, к примеру, перезагрузка и включение, совершенно неважно, как подключать, потому что главным здесь становится замыкание. Плюсы и минусы здесь не играют никакой роли
GND на материнской плате/схеме — важная информация
- GND (GROUND, перевод — земля) — точка нулевого потенциала микросхемы.
- VEE (Voltage Emitter Emitter, перевод — напряжение эмиттер) — минус питания относительно GND.
- VCC (Voltage Collector Collector, перевод — коллектор напряжения) — плюс питания относительно GND.
Стоит учитывать также:
- GND (DGND, GNDD) — обозначения цифровой земли.
- AGND (GNDA) — обозначения аналоговой земли.
Важный комментарий по поводу обозначений:
Простыми словами. Я подключал в компьютерном корпусе дополнительный вентилятор. Ноль вентилятора, черный провод — подключал к проводу молекс-разьема блока питания, который также имеет черный цвет (важно — это и есть GND). Питание на вентиляторе был желтым — его подключал к желтому проводу питания молекса. На молексе главное нужно понимать:
- Желтый + черный = 12 вольт.
- Красный + черный = 5 вольт.
Еще по поводу молекса. Возможно так задумано, но кажется для подключения нужно использовать провода, которые идут рядышком. Например желтый и черный (12 вольт), красный и черный (5 вольт) — они идут рядом. Два черных провода GND возможно специально предназначены для двух видов подключения.
Под молекс разьемом подразумеваю данный тип коннектора (к нему подключаются жесткие диски например):
Также на плате/коннекторах можете заметить маркировку POWER — означает питание (плюс).
Подключая устройства, например переднюю панель ПК к материнке — будьте очень аккуратны, читайте инструкцию к материнской плате, чтобы не спалить например порты USB. Также смотрите на коннекторы и гнезда — иногда их конструкция исключает неправильное подключение. На заметку — кнопки компьютера, например включение, перезагрузка — неважно как подключить, дело в том, что здесь главное — замыкание. Неважно где плюс/минус, важно — замыкание контактов на секунду, что и делает кнопка, что и приводит к включению/выключению/перезагрузки компа.
Главное — правильно соблюдайте полярность, перед подключением не ленитесь сто раз проверить, чтобы быть уверенными. Ведь короткое замыкание — почти всегда ведет к неисправности…
Что такое аудио GND?
GND – ground – корпус, он же минус. На усилителе, rem. Обычно обозначает дистанционное управление. Для автомобильного аудиоусилителя удаленное соединение может быть для пульта дистанционного управления.
«Мекка» заземления
В некоторых случаях даже сплошной медный проводник не обеспечивает достаточной эквипотенциальности по всей своей длине. Такая ситуация имеет место при протекании большого тока по земляному проводнику малого сечения. В результате потенциал в различных точках земли может отличаться на десятки милливольт. В некоторых случаях это может привести к нежелательным последствиям. Например, если несколько мощных нагрузок подключены к источнику напряжения через общую земляную шину, то изменение тока, потребляемого одной нагрузкой, будет вызывать изменение напряжения на всех остальных нагрузках. Для минимизации подобного взаимного влияния земляные проводники, идущие к каждой нагрузке, должны расходиться от одной точки, которая и получила название «мекка» заземления.
От этой же точки следует брать потенциал для обратной связи в стабилизаторе, который регулирует напряжение для нагрузок, подключённых к «мекке» заземления. При этом можно быть уверенным, что выходное напряжение стабилизатора стабилизировано относительно «мекки» заземления, а не какой-либо другой точки шин заземления.
Что такое GND на плате?
Провод GND на материнской плате/схеме означает земля (масса, минус). Стандартный цвет — черный, белый. Варианты цвета провода питания — красный, синий, зеленый, оранжевый, желтый.
Одна земля на всех
В любой схеме весь ток должен возвращаться на землю, но каждый контакт имеет ограничения по току. Поэтому разумно сбалансировать количество линий для сигнала с количеством линий GND для обратного тока. В идеале, сколько сигнальных проводников, столько должно быть общих проводников, тогда каждый из них работает как витая пара, не влияя на другие.
Лучше много тонких проводов GND, чем один толстый. Для цифровых данных это позволяет сгладить взаимное влияние сигналов и улучшить качество передачи информации
Соединение с корпусом
Землёй называется провод, соединяющий минусовой вывод электрического элемента (например, электромагнита) с корпусом изделия, в котором он установлен. Положительный вывод электрического элемента может соединяться, к примеру, с источником питания, образуя замкнутый контур, по которому потечёт ток. Землёй может быть не только провод, но и корпус самого электроэлемента. Например, анодный вывод диода 2Д203А1, на который накручивается гайка.
Исторически сложилось так, что использовать в качестве минусового провода корпус изделия было экономически обосновано экономией материалов, в том числе дорогостоящих проводников, и с целью уменьшения массы изделия. Это решение было настолько простым и рациональным, удобным в использовании, что термин сохранился в практической электротехнике до настоящего времени.
Сигнальная земля
Сигнальная земля — узел цепи, относительно которого отсчитываются потенциалы сигналов в схеме. Соответственно, сигналы подаются в схему (и снимаются со схемы) таким образом, что один вывод источника (приёмника) сигнала подключен к сигнальной земле.
Виртуальная земля
В электронных схемах могут существовать такие узлы, потенциал которых равен потенциалу земли, при том, что они не имеют короткого соединения с землёй. Узел, обладающий такими свойствами, называют виртуальная земля. Классическим случаем виртуальной земли является инвертирующий вход операционного усилителя, включенного как инвертирующий усилитель.
Разметка земли и заземления на схеме
Если вы знакомы со схемами электронных устройств, то обязательно встретите различные типы маркировки линий электропитания. В случае с массой наиболее часто используемая маркировка — это жирная короткая линия, оканчивающая провод. Всегда рисуют эту линию горизонтально, благодаря чему маркировка масс бросается в глаза, и сразу видно какие элементы связаны друг с другом. Конечно все элементы отмеченные (связанные) с массовым символом, физически связаны друг с другом.
На схемах: 1 заземление, масса; 2 защитное заземление; 3 и 4 соединение с корпусом или шасси (массой)
Очень важно отличать заземление от массы, которое, как упоминалось ранее, обычно представляет собой полностью отдельную цепь. Заземление часто обозначается тремя линиями меньшей длины, электрическая линия подключается к самой длинной из этих черточек. На многих схемах также есть второй символ заземления, то есть одна горизонтальная линия с тремя короткими диагональными линиями, прикрепленными к ней. Конечно на схемах есть и другие обозначения линий электропитания. Чаще всего это будут, например, короткие стрелки с напряжением, преобладающим в этой цепи (например, + 5 В, -5 В, +12 В и так далее).
Если взять готовую печатную плату, например с компьютера, усилителя или даже мобильного телефона, можно заметить что помимо дорожек, соединяющих отдельные выводы элементов, видно еще одно большое медное поле. Конечно в подавляющем большинстве промышленных плат это поле, как и остальная часть платы, покрыто лаком зеленого или синего цвета. Но если внимательно посмотрите на печатную плату заметите, что промежутки между дорожками и элементами образуют одно большое общее соединение. Эта комбинация в подавляющем большинстве случаев и составляет массу схемы!
Конечно есть исключения, например в специализированных схемах, где таких полей меди (полигоны) может быть больше: один из них может быть подключен к земле, а другой — к питающему напряжению, например выходу импульсного преобразователя. Такие «многоугольники» особенно популярны из-за их хороших шумоподавляющих свойств.
Если же вся печатная плата, за исключением дорожек и мест предназначенных для пайки контактных площадок, покрыта сплошным полем заземления, то можем быть уверены что это заземление будет представлять собой очень хороший экран, защищающий схему от электромагнитных помех.
Еще раз подчеркнем, что не всякое медное поле связано с землей! Поэтому при проведении измерений или при ремонте готовых схем надо убедиться, что массовое поле действительно земля.
Думаем теперь вы поняли основные понятия массы и различия между — часто двусмысленными и сбивающими с толку — именами, используемыми как в электротехнике, так и радиоэлектронике. Мы обсудили разницу между массой, землей и заземлением, и теперь дело за вами — применить эту информацию на практике!
Обозначение цепей питания в иностранных материалах
Каждый человек увлекающийся электроникой сталкивается с материалами иностранного происхождения. И будь то схема электронного устройства или спецификация на чип, там могут встречаться множество различных обозначений цепей питания, которые вполне могут ввести в замешательство начинающего или незнакомого с этой темой радиолюбителя. В интернете достаточно информации чтобы внести ясность в этот вопрос. Далее кратко изложено то что было найдено о происхождении обозначений и их применении.
VCC, VEE, VDD, VSS — откуда такие обозначения? Обозначения цепей питания проистекают из области анализа схем на транзисторах, где, обычно, рассматривается схема с транзистором и резисторами подключенными к нему.
Напряжение (относительно земли) на коллекторе (collector), эмиттере (emitter) и базе (base) обозначают VC, VE и VB. Резисторы подключенные к выводам транзистора обозначим RC, RE и RB. Напряжение на дальних (от транзистора) выводах резисторов часто обозначают VCC, VEE и VBB. На практике, например для NPN транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, VCC соответствуют плюсу, а VEE минусу источника питания. Соответственно для PNP транзисторов будет наоборот.
Аналогичные рассуждения для полевых транзисторов N-типа и схемы с общим истоком дают объяснение обозначений VDD и VSS (D — drain, сток; S — source, исток): VDD — плюс, VSS — минус.
Обозначения напряжений на выводах вакуумных ламп могут быть следующие: VP (plate, anode), VK (cathode, именно K, не C), VG (grid, сетка).
Как написано выше, Vcc и Vee используются для схем на биполярных транзисторах (VCC — плюс, VEE — минус), а Vdd и Vss для схем на полевых транзисторах (VDD — плюс, VSS — минус).
Такое обозначение не совсем корректно, так как микросхемы состоят из комплементарных пар транзисторов. Например, у КМОП микросхем, плюс подключен к P-FET истокам, а минус к N-FET истокам. Тем не менее, это традиционное устоявшее обозначение для цепей питания независимо от типа проводимости используемых транзисторов.
Для схем с двух полярным питанием VCC и VDD могут интерпретироваться как наибольшее положительное, а VEE и VSS как самое отрицательное напряжение в схеме относительно земли.
Для микросхем питающихся от одного или нескольких источников одной полярности минус часто обозначают GND (земля). Земля может быть разной, например, сигнальная, соединение с корпусом, заземление.
Вот перечень некоторых обозначений (далеко не полный).
Как видно, часто обозначения образуются путём добавления слова, одной или нескольких букв (возможно цифр), которые соответствуют буквам в слове отражающем функцию цепи (например, как Vref).
Иногда обозначения Vcc и Vdd могут присутствовать у одной микросхемы (или устройства), тогда это может быть, например, преобразователь напряжения. Так же это может быть признаком двойного питания. В таком случае, обычно, Vcc соответствует питанию силовой или периферийной части, Vdd питанию цифровой части (обычно Vcc>=Vdd), а минус питания может быть обозначен Vss.
Совмещение в современных микросхемах различных технологий, традиции, или какие-то другие причины, привели к тому, что нет чёткого критерия для выбора того или иного обозначения. Поэтому бывает, что обозначения «смешивают», например, используют VCC вместе с VSS или VDD вместе с VEE, но смысл, обычно, сохраняется — VCC > VSS, VDD > VEE. Например, практически повсеместно, можно встретить в спецификации на микросхемы серии 74HC (HC = High speed CMOS), 74LVC и др., обозначение питания как Vcc. Т.е. в спецификации на CMOS (КМОП) микросхемы используется обозначение для схем на биполярных транзисторах.
Текстов какого либо стандарта (ANSI, IEEE) по этой теме найти не удалось. Именно поэтому в тексте встречаются слова «может быть», «иногда», «обычно» и подобные. Несмотря на это, приведённой информации вполне достаточно, чтобы чуть лучше ориентироваться в иностранных материалах по электронике.