地面介绍：地面，共同地面，模拟地面和数字地面
2019年6月18日经过尼克·戴维斯了解地面，接地和地面符号的基础知识。并非所有的理由都是平等的。在本文中，我们将讨论地面，共同地面，模拟地面和数字地面。
了解地面，接地和地面符号的基础知识。并非所有的理由都是平等的。在本文中，我们将讨论地面，共同地面，模拟地面和数字地面。
什么是地面？
在电子和电气工程中，按照惯例，我们将电路中的一个点定义为参考点。该参考点称为地面（或GND），并携带电压0V。电压测量是相对测量值。也就是说，必须将电压测量与电路中的另一点进行比较。如果不是这样，测量是毫无意义的。
地面参考点通常是但并非总是以后的标准地面符号来代表。见图1。
图1。共同地面符号。
通常，此参考点是电路内所有其他电压测量值的基础。但是，并非所有电压测量值都从该参考点进行。例如，如果您要在电阻电压分离器中测量上部电阻器上的电压，则您的参考点将不会被接地。见图2。
图2。并非所有电压测量都参考地面。
地面
地面完全按照听起来。它是通过导电材料（例如铜，铝或铝合金）的物理（电和电）连接到地球的地面。
由国家电气代码（NEC）定义的真实地面由导电管或杆组成，将物理驱动到地球至最小深度为8英尺。
地球提供了一个中性的身体，并且由于地球几乎无限的中立状态，它不受电动动力的影响。但是，应该指出的是，“地球对电动动摇的免疫”实际上是一种概括。实际上，鉴于所有构成地球的变量和材料，地球地面是相当复杂的主题。而且，地球的电势确实确实经历了一些孤立的区域，例如雷击等事件，例如。电线杆（在整个社区中串起的电线杆）也与地面相连。图3显示了连接到动力极的接地线。
图3。电线杆的接地线连接到它们。
电源出口上的第三个插脚（见图4）是物理上连接到地球的。
图4。第三个Prong 110VAC出口。
与地面接地的这种出口连接为一个例子，为要连接到地面的测试设备提供了一种手段 - 电源线的地面（绿色）电线连接到设备的内部框架或底盘。当将各种测试设备连接到地面时，它们都连接到一个共同的接地点，因此具有共同的参考。您可以通过测量电阻在任何两个测试设备的地面终端之间。
作为地面铅终端，将此常见的参考带给用户。旁注：您的台式计算机的底盘也连接到地面。
图5。测试设备为用户提供地面铅端子。原始图像由cal-center.us。注释由作者添加。
不幸的是，在电子和电气工程中使用的许多应用中，地面地面符号通常对不同的人意味着不同的事物，因此对于某些初学者来说可能会有些混乱。例如，地面符号也用作共同的地面符号或0V参考。这有点误导，因为0V引用实际上并未连接到地球地面。图6显示了使用共同/接地符号的各种接地连接。
图6。使用地面符号的各种接地连接。
模拟和数字基础
当数字信号改变状态时，数字电路会产生电流的尖峰。当负载电流在模拟电路中发生变化时，再次生成电流尖峰。
尽管有多种适当接地的技术，但是在混合信号接地方面，最重要的是（采用哪种接地技术），可以将“更努力的”数字回流与“较少无噪声”的模拟回报分开电流。地面的这种分离有助于最大程度地减少或防止由于接地电流引起的电路中产生的噪声。
这样的地面电流 - 将它们视为变化的电流 - 应用于接地返回路径时，会产生电压变化（召回欧姆定律）称为噪音。您可能已经听过“嘈杂的理由”一词。这种噪声会损害本地电路中的敏感信号。接地一直是设计，系统和测试工程师的主要障碍。
一种可能的接地技术，在某些但不是全部情况下可能会有所帮助，使用所谓的“星”基础。这种理念是基于这样的理论，即电路中的所有电压都被称为一个接地点。
图7描述了模拟和数字地面的单个接地点连接。
图7。数字和模拟理由的单点接地。
使用单个接地点（或星形接地）的方法在纸上看起来很棒。但是，实际上，根据设计的复杂性，实施可能非常困难。另一种方法是使用接地的公交栏。
但是请记住，通常不需要物理分离模拟和数字地面，因为即使设计使用单个（共享）接地平面，也可以通过适当的PCB布局管理返回电流。
常见的接地误差
三端DC电源（例如图8中的电源）可能会使初学者有些困惑。该电源具有正（+），负（ - ）和GND（地面）端子。如前所述，地面端子（地面）在物理上与底盘绑定，而底盘又连接到电源线中的接地线，该电源线最终通过三个插条插座连接到地球。
初学者犯的一个相当普遍的错误是连接正（+）和GND终端之间的负载。这种不正确的连接无法允许电流返回其能源（电源本身），因此，没有电流会流动。适当的连接是连接正（+）和负（ - ）端子之间的负载。
图8。DC电源与接地接地连接（中间的绿色终端）。图像提供gwinstek.com。
静电排放（ESD）
测试设备的接地还有助于消除静电放电（ESD）。当静态电荷的身体（即您）与测试设备接触时，就会发生ESD。一些测试设备非常敏感，可能非常容易受到ESD事件的影响。
综合电路（ICS）因非常容易受到ESD事件的影响而臭名昭著。接地的垫子（称为ESD垫子），接地的椅子和腕带为您的ICS提供足够的ESD保护，通过将您接地（因此可以放电您的体内静态静态，可以触摸任何敏感的组件。与PCB和ICS一起工作时，大多数工程师和技术人员还穿ESD安全夹克，以防止可能破坏的组件和设备。
地面符号
以下地面符号是在设计中可以找到的：
图9。一般地面符号或地面（IEEE STD 315-1975第3.9.1节和IEC 60417-5017）。
图10。低噪声或功能性接地（IEEE STD 315-1975第3.9.1.1节和IEC 60417-5018）。
图11。安全或保护地面（IEEE STD 315-1975第3.9.1.2节和IEC 60417-5019）。
图12。底盘或框架连接（IEEE STD 315-1975第3.9.2节和IEC 60417-5020）。
该陈述不是真的，但是大多数时候是真的。闪电风暴将改变地球的潜力。在游泳池周围倾倒人行道时，涉及特殊的接地技术。
从个人经验来看，我得知了一个铜以太网装置，由于暴风雨中的潜力差异，该装置在长建筑物的两侧炸了。电缆被纤维代替。
地面也用于房屋中，使金属固定装置和设备具有与地球相同的潜力。制作了带有铜和炉灶的厨房水龙头，没有电子控件，以至于触摸电器的地面，例如，您的炉子不会引起震惊。
您的有线电视，电话和电源都应共享相同的参考。纤维可以隔离地面。
另一件事需要触及基础，当时电源插座平行时，用作参考的地面电势将相同。在线路末端的断层（热到地面）下，美国的15或20 a的电流可能会在该地面阻力上产生电压，从而使电势不同。
直接的雷击确实会提高这些潜力。
一些现代设备通过该地面参考进行通信，因此，如果这些设备遥不可及，则可能会损害这些设备。（例如不同的房间，不同的电路）。
本文与保护无关，但值得注意的是，人们可以使用设计用于保护功能的隔离变压器将地面/中性粘结移至本地设备。
我厌倦了修复较旧的技术迷你计算机（我们决定进行自我修复）。我发现故障的模块，他们以固定价格发送了一个新模块。
然后将故障减少到大多数因灰尘和磨损而导致的机械故障。风扇轴承和软盘驱动器，并在较小程度上进行电源。这款关键计算机的损失将意味着生产力的损失。我们可以享受电力故障损失。
当时，该系统还使用了现代计算机（McIntosh Centris 650持续17年，直到没有硬盘驱动器故障的降级为止，唯一的故障是软盘驱动器，唯一需要的PM是去除尘埃pretty impressive. It’s also something your boss probably doesn’t see.
备用发电机主要进行通风和有毒气体监测，并用30至2分钟的打ic进行。在一个系统中使用了一个UPS来为紧急关闭PLC供电。火警警报就是这样的触发器。
后来，将相同的保护方案应用于便携式/备份系统进行生产测试，另一个很少使用的系统，其中大约32,000美元的电子产品，其中两个是我的定制内部设计。
第一个系统有大约14,000美元的受保护的电子产品，可以换成维修。这些电子设备在附近的长电缆（总计10英尺）上进行了40 kV的脉冲，每天点燃灯。平均而言，每天使用大约6个小时。
您好keepitsimplestupid。
感谢您阅读文章，并感谢您的评论。一般而言，作为（地球）地面的介绍，所有地球都被认为是相同的潜力。但实际上，鉴于所有构成地球的变量和材料，“地面地面”是一个相当复杂的主题。而且您是正确的，闪电击中地球确实会改变地球的潜力。我将更新澄清此概括的文章。