В чем разница между разными типами GND

Хотя все они содержат «GND», на самом деле они не означают землю, у нас есть только одна земля, но может быть много «GND». Вы можете рассматривать GND как общую точку отсчета локальной системы.

Из ваших «GND» AGND может представлять «аналоговую землю», SGND может представлять «сигнальную землю», PGND может представлять «землю питания». По некоторым причинам, таким как безопасность, электромагнитные помехи и т. д., мы склонны разделять нашу систему на множество подсистем. Каждая земля просто является точкой отсчета подсистем.

Если ваше устройство не принадлежит системе, вы не можете подключить свое устройство к заземлению этой системы.

В идеале все основания одинаковы. Однако могут быть причины, по которым они не совпадают:

1. Через вашу землю протекает значительный постоянный ток. Из закона Ома мы знаем$V = IR$, поэтому на вашей «земле» будет небольшой градиент напряжения.
2. Точно так же для высоких частот земля имеет некоторую ненулевую индуктивность. Катушка индуктивности на высокой частоте имеет значительный импеданс, что приводит к разности потенциалов на этих высоких частотах.
3. Земля — это метка для контрольной точки. Иногда вы не хотите, чтобы ваша контрольная точка была физически привязана к буквальному заземлению, или вам нужны изолированные контрольные точки (известные как «гальваническая развязка»).

Обычно высокие частоты находятся на цифровой стороне, где вы переключаетесь с высокой скоростью (что еще хуже, это прямоугольные волны, поэтому есть более высокие гармоники). Аналоговые схемы обычно подразумевают, что вы заботитесь об амплитуде/других особенностях формы волны, и эти высокие частоты цифровых схем могут легко исказить ваш сигнал. Таким образом, не редкость иметь разделитель между аналоговым и цифровым основанием. Однако, что очень важно, оба основания по-прежнему связаны друг с другом (желательно в одной точке), поэтому у вас есть одна и та же точка отсчета. Есть и другие вещи, которые следует рассмотреть здесь, но я опускаю их для краткости.

Для цепей со значительным постоянным током и чувствительными аналоговыми компонентами нередко приходится отделять заземление питания от аналогового заземления. Опять же, вы бы связали их вместе в одной точке, чтобы иметь общую ссылку.

Гальваническая развязка используется по разным причинам. Одна из главных причин — безопасность. Например, большинство блоков питания являются изолированными источниками питания. Если происходит сбой на первичной стороне, пока вы не превышаете предел напряжения изоляции, ваша вторая сторона обычно просто теряет питание, а не замыкается на первичную сторону, подключенную к стене. В этом случае у вас физически есть две отдельные опорные точки. Их потенциалы могут плавать так, что напряжение на двух землях не равно нулю. Иногда предпринимаются некоторые усилия, чтобы этот потенциал не отклонялся слишком далеко.

Нет, они не всегда одинаковы. AGND (аналоговая земля), например, является точкой отсчета для вашего аналогового компонента. Вы можете подключить его к другому напряжению, а не к земле вашей батареи. Тот же случай с SGND, который у вас, вероятно, будет с дифференциальным сигналом. Это опорная точка для сигнала. Я никогда не слышал о PGND (защитное заземление?), поэтому я не могу много об этом сказать, за исключением того, что оно не всегда совпадает с заземлением вашей батареи.