Что означает gnd на схеме

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.

Иногда в англоязычной литературе на схемах обозначается GND (от англ. Ground, земля).

Что означает маркировка GND?

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.

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.

Gnd — что означает на материнской плате

GND является сокращением от слова «ground», то есть земля, а в нашем случае — заземление. Заземление представляет собой подключение к заземляющему устройству любого оборудования, подключённого к электросети, или даже просто точки этой сети. Заземление нужно, чтобы это самое оборудование не нанесло вам вред из-за излишне высокого напряжения.

Если возвращаться к системным платам, то здесь Ground выполняет несколько иную роль. Это точка нулевого потенциала, то есть часть заземления, которая не подключена конкретно к какому-либо заземлителю. У неё просто нулевой электрический потенциал, что означает, что потенциал остальных проводников электроцепи оценивается через неё.

Для чего нужен GND

Рядом с «землёй» обычно есть контакты, обозначенные минусом и плюсом. Благодаря Ground, положительное и отрицательное напряжение используются отдельно друг от друга. Если бы их не разделяла земля, происходило бы замыкание, и идентифицировать их в системе было бы невозможно. Наверняка вы могли заметить, что подключение Ground на материнке далеко не в единственном экземпляре. Это необходимо потому, что контакты имеют разные ограничения по току. Поэтому количество разных линий в идеале совпадает с количеством подходящих GND, а не объединены в единый кабель, как хотелось бы.

Все провода здесь должны подключаться исключительно по схеме. Да, Ground обычно чёрного цвета и на нём написано, что это такое, но на самой материнской плате таких надписей не будет, слишком мало места. Тем более, у вас будет инструкция, которая может быть и в электронном виде, составленная энтузиастами.

Так что откройте схему, как подключать к материнке разные кнопки, диоды и порты, посмотрите на цвета и маркировки, а потом подключите всё так, как написано. Вы даже можете проверить подключения мультиметром, место для «земли» будет выдавать 0 В.

Что означают названия выводов микросхем: AVdd, AVcc, AVss, AVee, GND, AREF, AVcc, AVdd

Зачем нужна точка GND на материнской плате и в других устройствах

Основные функции точки GND:

  • Предотвращение коротких замыканий при подключении устройств
  • Измерение напряжений и смещений в электрической цепи
  • Идентификация «плюса» и «минуса»
  • Защита человека от поражения электрическим током
  • Отвод статического электричества с устройств

По сути, точка GND выполняет роль общего провода, относительно которого происходят все измерения и подключения. Без него невозможна была бы работа электрических цепей в устройствах.

Как правильно использовать точку GND

Чтобы избежать неполадок и выхода оборудования из строя, при работе с GND нужно придерживаться следующих правил:

  1. Строго соблюдать полярность при подключении устройств
  2. Проверять GND мультиметром, показания должны быть 0 В
  3. Начинать измерение напряжений относительно точки GND
  4. Подключать GND-провод первым при монтаже устройств

Кроме того, рекомендуется использовать отдельную точку GND для разных функциональных групп устройств. Это позволит минимизировать их взаимное влияние.

Разумеется, при любых работах с электроприборами нужно строго соблюдать правила электробезопасности.

ПараметрЗначение
Цвет провода GNDЧерный, белый
Потенциал0 В

Клеммы GND на усилителе автомагнитолы в гараже

Подсистема питания в микроконтроллере

Для питания любого МК требуются, как минимум, два провода: положительный («плюс», «Power supply») и отрицательный («минус», «Ground reference»). Обозначают их в даташитах и на схемах следующими сокращениями (Рис. 2.8):

  • Vcc (Voltage Collector-to-Collector) или VDD (Voltage Drain-to-Drain);
  • GND (GrouND) или Vss (Voltage Source-to-Source).

Подсистема питания

Внутреннее сопротивление МК обозначается переменным резистором Rx. Почему переменным? Потому, что ток потребления МК варьируется по мере исполнения программы. Зависит он также от режима работы, напряжения питания, температуры, тактовой частоты, нагрузки на выходные линии. В «спящем» режиме ток составляет единицы микроампер, в рабочем — десятки миллиампер, в максимально нагруженном — 0.1 . 0.3 А. Конкретные значения приводятся в даташите.

Таблица 2.4. Варианты обозначения выводов питания МК

Пары условных обозначений в даташитах

Несколько замечаний о принятых в международной инженерной практике условностях [2-3]. Напряжение на выводе биполярного транзистора по отношению к общему проводу GND обозначается буквой «V» (англ. «Voltage») и одним из подстрочных индексов: «В» (англ. «Base», база), «С» (англ. «Collector», коллектор), «Е» (англ. «Emitter», эмиттер). К примеру, Vc — это напряжение на коллекторе относительно GND. Напряжение между двумя выводами транзистора обозначается двойным индексом: VCE — это напряжение между коллектором и эмиттером.

Индекс, образованный двумя одинаковыми буквами указывает на источник питания: Vcc — положительный, VEE — отрицательный контакт. Образно можно представить себе транзистор проводимости п—р—п, у которого коллектор соединяется с питанием (С-С), а эмиттер с «массой» (Е-Е). Транзисторы проводимости р—п—р в эту стройную теорию не помещаются, сказывается тот факт, что они изначально по технологическим причинам были меньше распространены.

Для полевых ^-канальных транзисторов существуют аналогичные названия, соответственно, VDD (плюс питания, напряжение «сток — сток», «Drain-to-Drain») и Vss (минус питания, напряжение «исток — исток», «Source-to-Source»).

Поскольку современные МК состоят из полевых транзисторов, то логично было бы их выводы питания обозначить парой «^dd’^ss^» а не «^cc’GND», как у микросхем ТТЛ-логики. Однако, здесь начинается самое интересное (Табл. 2.4). Единообразие отсутствует даже в М К одной фирмы и одного семейства.

Пример 1. Микросхема Z86L33 фирмы Zilog, выполненная в корпусе с 28 выводами, имеет название цепей питания «^dq-^ss»’ а та же микросхема в корпусе с 40 выводами — «KCC-GND».

Пример 2. В семействе ATmega фирмы Atmel принято обозначение «KCC-GND» (далее в книге как основное), а в семействе ARM той же фирмы «Kdd-GND».

Пример 3. МК К1816ВЕ49 имеет два вывода питания, один из них Vcc является основным, а другой VDD служит для подключения резервной батареи.

Наверное, дальше всех в казуистике названий продвинулась микросхема TMS320F фирмы Texas Instruments, имеющая вывод общего провода с «двойной фамилией» KSS1AGND.

Тем, кто часто работаете разными семействами МК, пригодится простое мнемоническое правило — поскольку за буквой «С» латинского алфавита сразу следует буква «D», значит Vcc и VDD относятся к одной и той же цепи, т.е. к питанию. Вывод GND ни с чем не спутаешь, это «земля», «общий провод». Остаётся обозначение Vss, которое методом исключения приравнивается к GND.

Кстати, слово «вывод» (англ. «pin» — булавка) употребляется в электронике для микросхем, транзисторов, конденсаторов, диодов, резисторов, оптопар, катушек индуктивности. Слово «контакт» — для разъёмов, переключателей, джамперов, реле, перемычек, а вот сленговые названия «ноги, ножки» более характерны человеку, нежели электронному изделию.

Подсистема питания

Подсистема питания

Организация питания в МК

Двухпроводное питание современным МК досталось по наследству от «прадедушек» i8048/i8051. Сейчас оно в основном применяется в малогабаритных МК с числом выводов 6. 18, например, в Atmel ATtiny, Microchip PIC10/12. Мера вынужденная, т.к. свободных выводов катастрофически не хватает.

С развитием технологии в состав М К стали вводить аналоговые узлы АЦП/ЦАП, которые весьма чувствительны к помехам. Произошёл естественный переход на трёх- (Рис. 2.9), четырёх- (Рис. 2.10, а. в) и многопроводные (Рис. 2.11, а, б) схемы питания.

Добавление цепей AVCC (Analog УСС) и AGND (Analog GND) позволяет развязать между собой аналоговые и цифровые части микросхемы, уменьшить импульсные помехи, повысить инструментальную точность каналов АЦП и ЦАП.

Переменные резисторы ЯА и RD отличаются между собой по сопротивлениям. Во времени они тоже изменяются по разным законам. Например, в рабочем режиме «цифровой» ток значительно больше «аналогового». Следовательно, RA больше, чем Rd. В ждущем режиме ситуация может измениться с точностью до наоборот.

Подсистема питания

Подсистема питания

Резисторы Rg, Ry — это омические сопротивления, непосредственно измеренные тестером между выводами микросхем. Их наличие или отсутствие не поддаётся логическому предсказанию и обычно не указывается в даташитах. Например, в одном и том же семействе Atmel ATmega у микросхем ATmega8 и ATmega 16 питание выполняется, соответственно, по схемам, изображённым на Рис. 2.10, в и Рис. 2.10, б.

В каждом конкретном случае разобщённость внутренних цепей надо проверять экспериментально, не надеясь на знаменитый славянский «авось». Абсолютные значения сопротивлений резисторов RG, Rw у разных фирм отличаются, что связано с особенностями технологии изготовления.

Многопроводные схемы особенно характерны для 16- и 32-битных МК, у которых питание разделяется на несколько потоков. А именно: ядро процессора, периферийные буферы, аналоговая часть, система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), генераторный блок и т.д. Названия цепей встречаются самые экзотические: VDDA2, KDD18, KDDC0RE, К33, DVCC, VDDAKSS4, DVSS, KSSA. Рекордсменом в этой области можно считать М К семейства Atmel АТ91 САР, где в одном корпусе насчитывается 12 неповторяющихся названий выводов питания и 8 вариаций названий общего провода. Каждая из силовых цепей в свою очередь продублирована несколькими одноимёнными выводами с разных сторон четырёхгранного корпуса, что позволяет равномернее распределить токовую нагрузку.

Фильтрация помех

Если посмотреть на осциллограмму тока потребления МК, то в ней можно заметить низкочастотную (НЧ) и высокочастотную (ВЧ) составляющие. Как следствие, колебания тока приводят к появлению НЧ- и ВЧ-помех на зажимах питания. Для их ослабления используют стандартные решения в виде связки конденсаторов (Рис. 2.12, Рис. 2.13), 1С- и ДС-фильтров (Рис. 2.14, Рис. 2.15).

Неполярные конденсаторы С1, C3 ослабляют ВЧ-помехи. Их наличие обязательно возле любого МК, причём максимально близко от выводов питания (не более 50 мм). Конденсаторы должны быть керамические, например, К10-17 или поверхностно монтируемые чип-коденсаторы ходовых размеров 0603. 1206.

Базовый номинал ёмкости 0.1 мкФ выбран условно, как легко запоминающийся. Устройство будет нормально функционировать и при 0.068 мкФ, и при 0.15. 0.22 мкФ. Иногда параллельно конденсатору С1 ставят ещё одну неполярную ёмкость 1000 пФ, которая снижает уровень радиоизлучений. Обычно такой способ применяют в профессиональной аппаратуре, чтобы войти в допуск при проверках изделия на электромагнитную совместимость и радиопомехи.

Подсистема питания

Подсистема питания

Полярный конденсатор С2 желательно использовать танталовый (а не алюминиевый), поскольку он лучше подавляет импульсные помехи. При выборе ёмкости можно руководствоваться эмпирическим правилом, которое заимствовано из многолетней практики применения сетевых источников питания — 1000 мкФ на каждый ампер тока нагрузки. К примеру, если цифровая часть МК потребляет ток 10. 30 мА, то достаточно поставить конденсатор С2 ёмкостью 10. 30 мкФ с рабочим напряжением не менее 6.3 В. Знатоки рекомендуют выбирать более высоковольтные конденсаторы с напряжением 10. 16 В, поскольку повышается надёжность в эксплуатации и, главное, снижается внутренний импеданс, что позволяет лучше фильтровать помехи.

Конденсатор С2 обязателен при батарейном питании в качестве накопителя энергии, а также при значительных колебаниях и скачках напряжения. В некоторых случаях его функцию выполняет конденсатор фильтра сетевого выпрямителя или стабилизатора напряжения. Как вариант, конденсатор С2 может физически размещаться вблизи других цифровых микросхем и косвенно воздействовать на цепь питания МК.

Катушка индуктивности L1 развязывает цифровую и аналоговую части по высокой частоте. Если её не ставить, то может ухудшиться точность измерения АЦП и стабильность порога срабатывания аналогового компаратора. Как ни парадоксально, но значительную часть помех по питанию создают внутренние цифровые узлы МК, поэтому 1С- и /?С-фильтры защищают контроллер от . самого себя. Номинал индуктивности L1 не особо критичен и может варьироваться в широких пределах.

Ферритовая «бусинка» FBI (Ferrite Bead) представляет собой проводник, пропущенный через ферритовое кольцо или цилиндр. Этот элемент способствует снижению высокочастотных излучений, которые можно зафиксировать лишь специальными измерительными радиоприёмниками в экранированной «безэхо-вой» камере. Такие испытания обязательны при сертификации продукции.

В любительской практике фильтр FBI ставится редко, разве что в связной спортивной аппаратуре, где помехи от МК могут существенно повлиять на качество принимаемого радиосигнала и значительно ухудшить чувствительность.

Таблица 2.5. Пределы изменения напряжения питания МК

Типы заземления или GND

Несколько тип GND или заземление, если говорить об электрических цепях:

  • Физическая основа: он относится к потенциалу поверхности земли, где медный стержень, к которому подключен заземляющий провод, приводится в действие, чтобы нести там вредные напряжения. Концепция, связанная с безопасностью людей, потому что пользователи имеют тот же потенциал, что и земля, когда они ступают на землю. Если устройства имеют одинаковый потенциал, обмена потенциалами не будет, то есть не будет электрического разряда.
  • Аналоговая земля: Это классическое определение земли на английском языке Ground, отсюда и происходит аббревиатура GND. В данном случае это точка отсчета в электронной схеме на 0 вольт.

Ну ты наверное еще более запутанный… Но это очень просто. Имейте в виду, что в электронной схеме как GND, так и классическое заземление, а также земля (шасси или корпус) также должны быть соединены с землей. Однако в некоторых случаях заземление и земля не имеют одинакового напряжения в цепи, и даже форма волны может быть переменной, как в понижающих преобразователях.

А как насчет электронных компонентов?

Контакты ds18b20

Как вы могли заметить, многие электронные компоненты имеют один или несколько выводов, помеченных как GND. Эти клеммы должны быть заземлены в цепи, в которой они будут размещены, иначе они не будут работать или даже могут быть повреждены. Вот почему важно ознакомиться с техническими данными производителя, чтобы знать распиновку и правильно выполнить подключение. Например, в случае этого датчика изображения в принципе продуктивными выводами для проекта будут DQ и Vdd, то есть тот, который будет предоставлять данные, считываемые датчиком и источником питания датчика. Однако вы также должны подключить GND, иначе это не сработает .

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Полный путь к статье: Бесплатное оборудование » Общие » GND: все, что вам нужно знать об этих акронимах

Будьте первым, чтобы комментировать

Что означает метка GND на разъемах материнской платы

Если вы когда-нибудь рассматривали материнскую плату и были при этом особо внимательными, то наверняка заметили, что некоторые подключаемые разъемы, помимо прямо указывающих на их предназначение названий, имеют метку GND. Несмотря на то, что этот элемент является достаточно важным, его назначение понятно далеко не всем пользователям. Удивляться тут нечему, поскольку собирать ПК подобно конструктору большинству пользователей все же не приходится.

GND – это не аббревиатура, как может показаться, а сокращение от слова «ground», то есть «земля» в буквальном переводе. Этим термином в электротехнике и электронике обозначается заземление – подключение любого питающегося от электросети оборудования к заземляющему устройству. Также заземление может обозначаться термином «масса» или «минус». Заземление используется для защиты человека от электротравмы в случае нарушения изоляции и вывода напряжения на участки оборудования, с которыми взаимодействует человек.

GND

GND на материнской плате

В отличие от традиционного заземления, GND на системной плате служит несколько иным задачам. На электронных платах это часть цепи, которая не подключена к какому-либо заземляющему устройству, это виртуальная «земля». Предназначается она не для отвода напряжения, а для оценки потенциала (вычисления напряжения и смещений) всех остальных участков электроцепи. Сама точка GND имеет нулевой потенциал.

Примечание: точка нулевого потенциала на схеме может также обозначаться как DGND и GNDD. Для обозначения аналоговой «земли» используются термины AGND или GNDA.

Другим важным предназначением GND на материнской плате является идентификация «плюса» и «минуса», то есть предотвращение короткого замыкания при подключении контактов материнской платы. Как правило, провод GND на разъемах имеет черный цвет, но иногда встречается и белый вариант.

Подключать разъемы необходимо строго по прилагаемой к конкретной модели материнской платы схеме, соблюдая полярность, в случае сомнения лучше проверить точку GND мультиметром, так как в отличие от подключаемого разъема, на самой системной плате обозначения может и не быть. Показания мультиметра для GND всегда будет иметь 0.

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 проводники. В типичных случаях VCC на схеме обычно означает +5 В.

Чтобы не ошибиться при подключении, нужно найти на материнской плате обозначение GND и проверить, какой проводник в разъеме подходит к к этой точке. Затем использовать цвет этого провода, если на разъемах нет маркировки.

Одна земля на всех

Часто возникает вопрос: если GND — общий провод для всех элементов схемы, зачем на практике используется много проводов с таким обозначением? Например, у параллельного порта к принтеру их 8.

параллельный порт

параллельный порт

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 проводов, тогда каждый из них работает как витая пара, не влияя на другие.

Как земля на плате, лучше много тонких проводов GND, чем один толстый. Для цифровых данных это позволяет сгладить взаимное влияние сигналов и улучшить качество передачи информации.

Заземление и земля

Наверняка вы часто сталкиваетесь с концепцией заземления. В старину основная масса схемы была построена в виде металлического каркаса или пластины, которая в то же время была конструктивным элементом поддерживающим все устройство и его элементы. Но сегодня часто имеем дело с несколько другим подходом – отрицательный полюс источника питания, то есть заземление схемы, должен быть полностью отдельным узлом, не связанным с металлическим корпусом устройства или заземляющим контактом. Штырь этот в электрических розетках служит защитой от поражения током в случае, например, повреждения изоляции.

Такое решение бывает в лабораторных источниках питания, которые имеют три клеммы. Красная клемма – это положительный полюс источника питания. Черная клемма – отрицательный полюс, который в большинстве случаев приравнивается к заземлению схемы, подключенной к БП. Третья клемма обычно зеленая. Это фактическое заземление, электрически связанное с корпусом, заземляющий провод и соответствующий контакт на сетевой вилке. Такое решение приобретает все большее значение не только по соображениям безопасности, но и благодаря своим превосходным противоинтерференционным свойствам.

Конечно, связи между землей схемы и реальной землей иногда могут иметь различную форму, но не будем вдаваться в подробности обо всех возможных вариантах. Существует множество возможностей, и каждая из них должна быть тщательно продумана конструктором, чтобы избежать как ошибок в дизайне, так и опасностей, которые могут привести к поражению пользователя электрическим током в случае неправильного использования устройства или неполадки. Поэтому начинающим электронщикам не следует пытаться самостоятельно создавать устройства с питанием от сети.

Современные источники питания подключаемые к розетке или лабораторные источники питания, защищены таким образом, что даже в случае внутреннего повреждения БП обеспечивает пользователя надлежащей защитой. Поэтому если планируете собирать устройство с питанием от электросети 220 В, обязательно выберите качественный фирменный блок питания, который позволит спокойно работать, не беспокоясь о своей безопасности или безопасности других пользователей устройства. Не стоит экономить несколько рублей на покупке дешевого блока питания от неизвестного источника – безопасность – это главное, а цены на фирменные блоки питания больше не являются препятствием даже для начинающих энтузиастов электроники.

Полезное на сайте:
Сушилка для обуви своими руками

Кстати, международные стандарты требуют чтобы заземляющий провод в электрооборудовании имел желто-зеленую изоляцию. Поэтому в трехжильных силовых кабелях можно встретить провода с изоляцией «классического» цвета: коричневый (фаза), синий (нейтраль) и желто-зеленый (земля). Не рекомендуем использовать провода этих цветов для других соединений (даже низковольтных) в конструируемых устройствах – упомянутый набор цветов всегда должен четко соответствовать фактическому назначению кабелей.

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!

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий