Нужна ли общая земля?

Я спрашиваю об этом в основном из любопытства и не пытаюсь использовать ярлыки для реальных проектов.

У меня есть пара устройств (макетные платы микроконтроллеров), которые соединяются друг с другом с помощью различных шин связи. Одним из которых является UART.

Для обычных ситуаций вам нужна точка соприкосновения в качестве ссылки, как сказано здесь: https://stackoverflow.com/questions/27138706/does-ardunino-serial-need-a-common-ground

Однако все мои устройства в моей тестовой настройке получают питание от USB с одного и того же компьютера. Случайно отсоединил один из проводов заземления между двумя устройствами и все осталось работать.

Это просто «везение» или это потому, что источник напряжения для всех устройств одинаков?

Через другие устройства по-прежнему существует заземление, потому что все заземления встречаются на ПК.
Я тоже так думал, но есть и преобразователи 5 В в 3,3 В, поэтому я не знаю, сколько это выдержит.
Регуляторы от 5 В до 3,3 В обычно используют общее заземление входа/выхода.
Случайно отсоединил один из проводов заземления между двумя устройствами и все осталось работать. Это возможно, заземление может быть выполнено в другом месте (путь, о котором вы не подумали). Если заземление действительно открыто, то все еще может работать. Если один из сигналов заземлен (выход = 0 вольт), то через диоды защиты от электростатического разряда (присутствующие почти на каждом входе ИС) этот выход может подтянуть другое заземление достаточно близко к уровню земли. Связанное видео, где подача не подключена, но все еще работает: youtube.com/watch?v=2yFh7Vv0Paw

Ответы (1)

Да, вам нужна общая земля. Причина, по которой это работает, заключается в том, что все подключено к вашему ПК и имеет общий источник питания. Но это также означает, что заземление питания будет опорным для всех ваших сигналов, что не идеально.

В идеале все линии связи включают сигнальную землю, которая связана с основной землей каждой печатной платы посредством соответствующей разводки печатной платы. Таким образом, вам не нужно беспокоиться о качестве заземления питания, где могут быть токи заземления, искажающие потенциалы, электромагнитные помехи и т. д.

Это различие не так велико, как вы его представляете. Вы получите силовые токи, протекающие через ваше сигнальное заземление, или, если его импеданс сравнительно высок, что в большинстве случаев этого не происходит, тогда вы получите разницу в мощности, появляющуюся на нем, как если бы его там не было ...
Да, подключение двух плат к одному и тому же ПК через USB соединит их земли с ПК, если они не изолированы. Но поскольку заземляющие провода каждого USB-устройства могут иметь разное сопротивление и разный ток через них, то между заземлениями платы может быть разность напряжений. Подключение дополнительного заземляющего провода между платами уравняет потенциал, но может создать контур заземления, который может привести к тому, что обратный ток одной платы будет проходить через другую плату. Но для передачи данных лучше иметь прямой возврат на землю для токов данных, чтобы они не проходили по проводам USB и не излучали.