一、电子电路中GND表示什么?
问一个简单而又很难回答的电路问题:电路中的地线GND,它的本质是什么?
在PCB Layout布线过程中,工程师都会面临不同的GND处理。
这是为什么呢?在电路原理设计阶段,为了降低电路之间的互相干扰,工程师一般会引入不同的GND地线,作为不同功能电路的0V参考点,形成不同的电流回路。
GND地线的分类
1. 模拟地线AGND
模拟地线AGND,主要是用在模拟电路部分,如模拟传感器的ADC采集电路,运算放大比例电路等等。在这些模拟电路中,由于信号是模拟信号,是微弱信号,很容易受到其他电路的大电流影响。如果不加以区分,大电流会在模拟电路中产生大的压降,会使得模拟信号失真,严重可能会造成模拟电路功能失效。
2. 数字地线DGND
数字地线DGND,显然是相对模拟地线AGND而言,主要是用于数字电路部分,比如按键检测电路,USB通信电路,单片机电路等等。
之所以设立数字地线DGND,是因为数字电路具有一个共同的特点,都属于离散型的开关量信号,只有数字“0”和数字“1”区分,如下图所示。
在由数字“0”电压跳变成数字“1”电压的过程中,或者由数字“1”电压跳变成数字“0”电压的过程中,电压产生了一个变化,根据麦克斯韦电磁理论,变化的电流周围会产生磁场,也就形成了对其他电路的EMC辐射。
没办法,为了降低电路的EMC辐射影响,必须使用一个单独的数字地线DGND,让其他电路得到有效的隔离。
3. 功率地线PGND
模拟地线AGND也好,数字地线DGND也罢,它们都是小功率电路。在大功率电路中,如电机驱动电路,电磁阀驱动电路等等,也是存在一个单独的参考地线,这个参考地线叫做功率地线PGND。
大功率电路,顾名思义,是电流比较大的电路。很显然大的电流,容易造成不同功能电路之间的地偏移现象,如下图所示。
一旦电路中存在地偏移,那么原来的5V电压就可能不是5V了,而是变成了4V。因为5V电压是参考GND地线0V而言,如果地偏移使得GND地线由0V抬升到了1V,那么之前的5V(5V-0V=5V)电压就变成了现在的4V(5V-1V=4V)了。
4. 电源地线GND
模拟地线AGND,和数字地线DGND以及功率地线PGND,都被归类为直流地线GND。这些不同种类的地线,最后都要汇集在一起,作为整个电路的0V参考地线,这个地线叫做电源地线GND。
电源,是所有电路的能量来源。所有电路工作需要的电压电流,均是来自电源。因此电源的地线GND,是所有电路的0V电压参考点。
这就是为什么其他类型的地线,无论是模拟地线AGND,数字地线DGND还是功率地线PGND,最后都需要与电源地线GND汇集在一起。
5. 交流地线CGND
交流地线CGND,一般是存在于含有交流电源的电路项目中,如AC-DC交流转直流电源电路。
AC-DC电源电路,分为两个部分。电路中的前级是AC交流部分,电路中的后级是DC直流部分,这就被迫形成了两个地线,一个是交流地线,另一个是直流地线。
交流地线作为交流电路部分的0V参考点,直流地线作为直流电路部分的0V参考点。通常为了在电路中统一一个地线GND,工程师会将交流地线通过一个耦合电容或者电感与直流地线连接在一起。
6. 大地地线EGND
人体的安全电压是在36V以下,超过36V的电压如果施加在人体身上,会导致人体受到损伤,这是工程师在开发设计电路项目方案的一个安全常识。
为了增强电路的安全系数,工程师一般在高压大电流的项目中使用大地的地线EGND,例如在家用电器电风扇、电冰箱、电视机等电路中。具有大地地线EGND保护功能的插座,如下图所示。
家用电器的插座,为什么是3个接线端子?220V交流电只需要火线和零线,两根就可以,那为什么插座是3个接线端子呢?
插座的3个接线端子,其中的两个端子是用于220V的火线和零线,另外一个端子就是起保护作用的大地地线EGND。
芯片哥需要重点指出的是大地地线EGND,它仅仅是连接到我们的地球,起到高压保护作用,没有参与项目电路功能,与电路功能无关。
所以大地地线EGND,与其他类型的地线GND是存在明显电路含义区别的。
细究GND的原理
工程师可能会问,一个地线GND怎么会有这么多区分,简单的电路问题怎么弄得这么复杂?
为什么需要引入这么多细分的GND地线功能呢?
工程师一般针对这类GND地线设计问题,都简单的统一命名为GND,在原理图设计过程中没有加以区分,导致在PCB布线的时候很难有效识别不同电路功能的GND地线,直接简单地将所有GND地线连接在一起。
虽然这样操作简便,但这将导致一系列问题:
1. 信号串扰
假如将不同功能的地线GND直接连接在一起,大功率电路通过地线GND,会影响小功率电路的0V参考点GND,这样就产生了不同电路信号之间的串扰。
2. 信号精度
模拟电路,它的考核核心指标就是信号的精度。失去精度,模拟电路也就失去了原本的功能意义。
交流电源的地线CGND由于是正弦波,是周期性的上下波动变化,它的电压也是上下波动,不是像直流地线GND一样始终维持在一个0V上不变。
将不同电路的地线GND连接在一起,周期性变化的交流地线CGND会带动模拟电路的地线AGND变化,这样就影响了模拟信号的电压精度值了。
3. EMC实验
信号越弱,对外的电磁辐射EMC也就越弱;信号越强,对外的电磁辐射EMC也就越强。
假如将不同电路的地线GND连接在一起,信号强电路的地线GND,直接干扰了信号弱电路的地线GND。其后果是原本信号弱的电磁辐射EMC,也成为了对外电磁辐射强的信号源,增加了电路处理EMC实验的难度。
4. 电路可靠性
电路系统之间,信号连接的部分越少,电路独立运行的能力越强;信号连接的部分越多,电路独立运行的能力就越弱。
试想,如果两个电路系统A和电路系统B,没有任何的交集,电路系统A的功能好坏显然是不能影响电路系统B的正常工作,同样电路系统B的功能好坏也是不能影响电路系统A的正常工作。
这就好比一对陌生男女,在没有成为恋人之前,女生的情绪变化是不会影响这个男生的心情的,因为他们没有任何交集。
假如在电路系统中,将不同功能的电路地线连接在一起,就相当于增加了电路之间干扰的一个联系纽带,也即降低了电路运行的可靠性。
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二、电子电子镇流器电路
电子电子镇流器电路 - 全面了解电子镇流器及其电路设计
电子电子镇流器电路在现代电气设备中发挥着至关重要的作用。它们是一种用于控制和稳定电流的设备,常常被广泛应用于照明、电力供应以及其他需要稳定电流的领域。本文将全面介绍电子电子镇流器电路的原理、功能以及设计过程。
电子电子镇流器的原理
电子电子镇流器是一种能够将交流电转换为直流电并稳定输出的装置。它通过使用电子元件,如晶体管、二极管和电感,将电流进行调整和控制,以保持输出电流的稳定性。与传统的线性镇流器相比,电子电子镇流器具有更高的效率和更好的稳定性。
电子电子镇流器电路主要由以下几个重要组成部分构成:
- 整流器:用于将交流电转换为直流电。
- 滤波器:用于去除输出电流中的纹波。
- 稳压器:用于保持输出电流的稳定性。
这些组件共同协作,以确保电子电子镇流器能够提供稳定、可靠的输出电流。
电子电子镇流器电路的设计
设计电子电子镇流器电路是一个复杂的过程,需要考虑多个因素,如输入电压范围、输出电流要求、功率因数校正等。下面将详细介绍电子电子镇流器电路的设计过程。
步骤 1: 确定输入电压范围
首先,需要确定电子电子镇流器将要接收的输入电压范围。这将决定所选用的元件的参数选择,如电容、电阻以及电感等。
步骤 2: 选择整流器
根据输入电压范围和输出电流要求,选择合适的整流器。常见的整流器包括单相整流桥、三相整流桥等。
步骤 3: 添加滤波器
在整流器的输出端添加合适的滤波器,以去除输出电流中的纹波。常用的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
步骤 4: 设计稳压器
稳压器是保持输出电流稳定的关键组件。根据输出电流的要求,选择合适的稳压器电路。常见的稳压器电路包括线性稳压器和开关稳压器。
步骤 5: 进行电路仿真
在完成电路设计后,使用电路仿真工具对电子电子镇流器电路进行仿真和分析。这有助于验证电路的性能和稳定性,并进行必要的调整和优化。
步骤 6: PCB 设计
一旦电路设计和仿真验证完成,接下来进行 PCB 设计。在 PCB 设计中,需要考虑电路的布局、传导路径以及电源线路的优化,以确保电路的正常运行。
步骤 7: 原型制作和测试
完成 PCB 设计后,进行原型制作并进行相关测试。测试过程中需要检查电路的电流稳定性、效率以及温度等参数,确保其满足设计要求。
结论
电子电子镇流器电路是现代电气设备中不可或缺的一部分。通过掌握电子电子镇流器的原理和设计过程,我们可以更好地理解其工作原理,并能够设计出各种应用场景中所需的电子电子镇流器电路。希望本文对您在电子电子镇流器电路设计方面有所帮助。
三、电子电路中的VCC?
电路图中VCC GND的意思如下:VCC:电路的供电电压;GND:指板子里面总的地线。(1)VCCVCC:C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压, D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压,在普通的电子电路中,一般Vcc>Vdd ! 有些IC 同时有VCC和VDD, 这种器件带有电压转换功能。
(2)GND电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或0线.GND就是公共端的意思,也可以说是地,但这个地并不是真正意义上的地。是出于应用而假设的一个地,对于电源来说,它就是一个电源的负极。它与大地是不同的。有时候需要将它与大地连接,有时候也不需要,视具体情况而定。
四、电路中电子符号的意思?
电路图中的圆圈符号,是表示该件为电感负载元件,如:继电器、电机、电磁阀等等。
五、电子在电路中的运动?
电流是螺旋形曲线
做切割磁力线运动的导体上的电子定向运动,先受到一个垂直磁力线方向的吸力使电子移动,然后这些移动的多个电子,被磁力线上的平行部分正电力线将电子向上推到电力线的长度,此时导体上分离的正电原子核,吸住这些含负电的电子到错过原子核位置,此时这些电子稍微移动,就这这关键时刻,后面的电子同样也是这样运动过来,就这样不停的从处在磁力线垂直方向运动的导体上的电子,在导体上产生螺旋轨迹。具体的是 先被组成磁力线上的中间凸起的曲面圆电力线向其圆心吸力,使导体电子顺吸力移动到错过圆心位置,此时此处的平面扇子形向上的平行正电力线的推力,将这些带负电的电子推送到电力线长度位置,此时的电子相当于形成波峰,就这样这些电子自然的与带正电的原子核上下分离,向前微距的电子也随着与原子核分离,与上面的波峰相接成为整体的波峰,由于导体不停的做切割磁力线运动,就不停的出现电子与原子核分离并且形成完整的波峰,这些波峰不停的向前移动并且两个波峰交界处自然形成波谷,就这样后面的波峰形状多个电子夹着波谷推着前面的波峰形状的电子向前运动着,当这些波峰的电子夹着波谷离开处在磁力线导体时,就会翻劲,电子自然排列成宽度相等的平面平行螺旋形曲线形状,在邻近两个原子核等距处路过,并且与原子核上的单一包裹平面圆交电力线几乎平行,导体上排列整齐的电子队列,就这样的状态向前运动形成电流的。对于不同直径的导体上的电流,它对应的,电子排列宽度不等,直径大的导体运动电子排列的螺旋形平面平行电子队列宽些;直径小的导体运动电子排列的螺旋形平面平行电子队列窄些,若处在磁力线里加力运动的导体,产生电子排列的平面波,这个运动的波形状的电子只要出去磁力线范围,排列的波形电子就摆脱磁力线上力的作用,即排列电子的力就要翻劲顺平衡,这样处在磁力线以外的导体上的电子,自然翻劲成平面平行螺旋形状队列,在导体上运动,若在粗导体上接细导体的交界面上必须安装变压器,否则粗导体移动出的宽电子行列到细导体横截面外面去,就会出现细导体原子核上的电远远小于此时存留的电子电量,这样大量的电子电量就会就会变为光子释放出火,将这个细导燃烧。在导体里排列的运动电子行列中,若出现了那个电子的无力,导体上的正电原子核就会将它吸到它的包裹电力线区域,使电子吸这个原子核上包裹电力线上的电力,当电子吸足电力时仍然回到轨道上继续运动,这就是导体上的电流性质。由于导体上形成电流的电子都是半饱和状态的,只是偶尔出现很少的饱和电子变为光子,在导体运动区域释放热量,使导体温度稍微的升高些,这就是导体的发热原因。
变压器
变压器作用就是把离开磁力线范围的导体上电子排列的螺旋形曲面宽度,再用磁力线将它变为新的螺旋形曲面宽度。导体上以导体中心线为起点占去的导体横截面的尺度的与整个导体横截面的比例变化,也就是不同直径的两个导体,产生的最大电流之间相接成一体的媒介。由于导体在做切割磁力线运动力和它的运动速度,来确定导体上形成的平面波形状的电子个数,它们关系是运动力越大、运动的速度越快,产生运动的波形状的电子数越多,波自然大些,这些在磁力线范围内的电子波全靠组成磁力线核能上的中间平行部分向上的正电力线推导体电子形成波峰,和外套的球交部分夹着的正电力线朝球心吸导体电子,处在磁力线核能的两个电力线使电子一遍受球心吸力,一遍受向上推力,就形成上为波峰形,下为直线形,相当于半个波,这半个波全是电子排列的平面半波形状。由于电子受磁力线上的核能力迫使电子排列的半个波形状并且向前运动,当半波形状的电子运动到离开磁力线范围时,排列的平面半波形状的电子就失去束博力,就会翻劲成一定宽度的螺旋形状,电子排列的平面半波形状在翻劲过程中由平面状变为曲面状,形成的整体为螺旋形并且以导体的中心线为旋转轴,这个长螺旋形的电子行列绕导体中心线旋转着向前运动,电子的行与行相互平行,列与列相互平行,这个电子组成的半波形状体翻劲后自然成为一定宽度螺旋形状,这个形状处在导体里占有导体的容量分三种情况,第一种情况从磁力线范围出来的电子波翻劲后,成为以导体的中心线形成的螺旋形曲面占有的空间半径等于导体的半径即占满导体空间,这就是曲面螺旋形的最大宽度,它形成的电流为最大值;第二种情况是从磁力线范围出来的电子波翻劲后成为以导体的中心线为起点,出现的曲面螺旋形半径小于导体的半径。若用同样的导体在做切割磁力线运动,这样形成运动电子波的电子个数很少,当运动的电子波离开磁力线范围时,就要翻劲成宽度窄的螺旋形平行曲面的电子行列,以导体中心为螺旋形中心占有不足导体的容量向前运动。由于同样直径的导体两种电子数目形成不同宽度的螺旋形曲面,若使这两个导体相接在一起,就要用一个磁体的磁力随时掌握导体上的螺旋形曲面电子个数,使它们两端形成相等电子数的波即宽螺旋形曲面上的电子推成波峰,同时接触的导体上窄螺旋形曲面电子也自然的向上推成波,这两个波峰合在一起成为整体新电子波,这个波向前运动,后面的螺旋形曲面电子同样也形成这样的波,自然的夹着波谷随之向前运动,当离开磁力线时翻劲成螺旋形曲面,这个螺旋直径小于或等于细导体直径,这些电子排列的新曲面螺旋在导体上运动,这就达到粗导体电流与细导体电流相接的目的。螺旋形电子行列形成的曲面与均匀导体外表曲面几乎平行。
六、怎样计算电路中通过的电荷数?
根据公式:Q = I t可计算电路中通过的电荷数。当然必须已知通过电路的电流和通电时间。
七、电子电路中,HK表示什么?
电子符号hk是电压转换开关。
转换开关是一种切换多回路的低压开关。轴上迭焊多个动触头,轴转动时动触头依次与静触头接通或分断,切换电路。把电路从一组连接改换到另一组连接的电器。有分立式和集成式两种。
转换开关又称组合开关,与刀开关的操作不同,它是左右旋转的平面操作。转换开关具有多触点、多位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点,多用于机床电气控制线路中电源的引入开关,起着隔离电源作用,还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁起动和停止的控制开关。转换开关同样也有单极、双极和三极。
转换开关是一种可供两路或两路以上电源或负载转换用的开关电器。转换开关由多节触头组合而成,在电气设备中,多用于非频繁地接通和分断电路,接通电源和负载,测量三相电压以及控制小容量异步电动机的正反转和星-三角起动等。这些部件通过螺栓紧固为一个整体。
八、电力电子逆变电路中为什么直流电可以通过电容?
在直流电路中,电容器可以吸收交流分量,所以被称为“滤波电容”。使脉冲直流电压滤波后成为波形比较干净的直流电压。
九、每秒通过电路的电子数单位是什么?
即电流是1秒内通过导体的电荷量。
国际单位制中电量的基本单位是库仑,量纲为I×T,1库仑=1安培·秒 。
1库仑(C)=1000毫库(mC)=1000000微库(μC)=1012皮库(pC)
库仑是电量的单位,符号为C,简称库。它是为纪念法国物理学家库仑而命名的。若导线中载有1安培的稳恒电流,则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。
十、电子元器件在电路设计中起到什么作用?
作用一、信号放大
收音机接收到的广播信号,电视机接收到的超高频或甚高频电视信号,都很微弱。为了得到响亮的广播声音和清晰的电视图像,需要利用放大电路对空中极微弱的广播信号和电视信号进行放大。在电子技术工作中,最常遇到的就是各种类型的放大电路。
作用二、信号变换
在电子技术的应用中,有时需要对信号的幅度、频率和相位进行变换,以适应一定的要求,通常称之为幅度调制、频率调制和相位调制。通常听的中波广播是调幅信号;你收听的调频广播是调频信号;一种电视广播,其中图像部分是调幅信号,所伴随的音频部分是调频信号;相位调制技术在卫星电视广播中应用广泛。相应地,有时也需要对信号的幅值、频率或相位进行反转,即调幅、调频或调相信号“还原”其原来的“面”,这在技术上称为解调——简称解调。通常,对调幅信号的解调称为检测,对调频信号的解调称为鉴频,对调相信号的解调称为鉴相或鉴相。
作用三、电压交流
这里电压切换的意义有三方面。一是高电压,低变换。将交流或直流高压转换为所需的低电压或将交流或直流低压转换为所需的高电压。高、低交流电压的转换通常采用变压器,而高、低直流电压的转换需要复杂的电子电路。第二种是交流、直流转换,即将市政220V通过整流、滤波转换成电子电路(简称电路)所需的直流电压或直流电流通过逆变器转换成交流电压,如汽车维修蓄电池DC 12V转换成AC 220V。第三,压力稳定。使用调压器部分或调压器电路,把电压不太稳定的直流电压或交流电压变成非常稳定的电压,前者叫直流稳压器,后者叫交流稳压器。
作用四、物理量的转换
在电子技术中,使用了各种物理量转换装置。例如,使用麦克风将声音信号转换为音频信号,利用显像管图像信号转换成光信号,利用湿度敏感的设备将湿度信号转化为电信号,利用压力敏感装置机械压力转换成电压信号,等等。这些专门用于不同物理量之间转换的装置已经形成了一个相当大的家族,通常被称为传感器。
作用五、显示物理量
物理量的显示也可以理解为物理量的转换。例如,利用发光二极管显示无电信号或工作状态的电路,用数码管显示数字,用液晶屏或等离子屏显示电视图像,用示波器管显示电信号波形,用声学装置产生声音等。
作用六、物理量的测量
目前,电子计量仪器已广泛应用于工农业生产和人们的日常生活中,有可能取代传统的指针计量仪器。如数字万用表、数字电度表、数字温度计、数字流量计、电子秤等。这些数字计量(测量)表具有精度高、体积小、使用方便、测量遥测等优点。其内部的关键结构是由电子元件组成的测量电路。
作用七、开关或大小控制
在实际生产生活中,通过电路来控制一些物理量(或现象)是很常见的。一般有两种类型的控制:一种是开关控制,另一种是大小或强度控制。如电路的接通与断开、信号的产生与停止、程序的运行与中断等,都属于物理量的通断控制;信号频率增大或减小,音量增大或减小,电视画面变亮或变暗等,都属于大小或强度控制。
作用八、故障或事故的预防和保护
以彩电中的电源为例,一般都设置过流、过压、过热保护。当电路的功率消耗太高或电压过高或设备的温度太热,可以自动切断电源或改变电压一半工作,可有效地防止事故的发生或扩大,以保护关键组件和宝贵的组件。
作用九、电路工作状态反馈与监控
随着电子技术的发展,电路工作状态的反馈、监测和保护措施已经相当成熟,广泛应用于家电、工业自动控制和微机技术等领域。例如,空调在运行中自动冷却、除霜、关机,电脑在运行中中断、查找、自动调节电视屏幕亮度,广泛应用于工业生产中的时间序列控制。