我对电子产品相当陌生,我正在阅读这个话题。我遇到了ground一词。我得到了大规模的应用,比如从电源线引向地面的电线,但是如何将接地应用于更小、更简单的电路?想象一个带有电池和 LED 的电路。电线从电池的正极和负极引出并连接到 LED 上的点。那个电路的接地点在哪里?
简单电子电路中的接地在哪里
“接地”在电力和电子领域是一个被滥用的术语。有时,特别是在交流配电和一些无线电天线系统中,它确实意味着“与地球的连接”。
然而,在大多数电子产品中,尤其是便携式电池供电设备中,“接地”只是电路中设计人员选择称为“零伏”的点,并在测量电路中其他地方的电压时用作参考。我认为将其称为“参考”或“通用”会更好,但我们似乎被误用“接地”所困扰。
在当今的大多数电路中,“地/参考”是电源的最负端子,因此其他地方的电压相对于“地”是正的。
在某些情况下,电源的正极是“地”,因此其他地方的电压是负的(有一个逻辑系列应该由 -5.2 伏电源供电)。
在许多模拟电路中,尤其是那些使用运算放大器的电路中,“地”是电源的中间部分,因此我们在电路中既有负电压又有正电压。
简单来说,随心所欲。接地的唯一要求是,所有东西都必须选择相同的接地,以避免不同系统之间出现不需要的电流。负供给是最常见的选择,但并不比任何其他选择更有效。
您似乎(和我一样)混淆了ground和protection earth。“接地”是电路中电压电位的参考点,指定为 0V,所有其他电压都与之进行比较。考虑这个电路,其中电源由两个串联的 9V DC 电池提供:
A、B 和 C 点中的任何一个都可以视为接地,但电路将被视为具有不同的电压,具体取决于所选的点。如果A点接地,B为-9V,C为-18V;如果B接地,A为9V,B为-9V;如果 C 接地,A 为 18V,B 为 9V。
另一方面,保护接地用于高压交流电路中,为意外电流提供安全路径,保护人员和财产免受触电、故障和火灾。
不幸的是,“接地”和“保护性接地”通常都简称为“接地”(根据我的经验,特别是那些只使用其中一个但不是同时使用两者的人)。
警告:我也是这方面的新手,也希望从这个答案中学习。如果有什么我错过的(或者我完全错了),请不要犹豫评论和/或编辑!谢谢。
传统上,“地”是电路中的最低电位,例如电池或直流电源的负极。在交流电路中,例如进入您家的 110 伏交流电(至少在美国),地线将是最接近地电位的电线(即您通常可以触摸白线,即地线或中性线,但如果你触摸黑色的“热”线会受到严重的冲击——但不要指望这些惯例,因为接线可能不正确和/或接线中可能存在接地故障)。
下面,在左侧的简单直流电路中,有一条明确的电线将电池的接地线连接到 LED 的负极。在右边的电路中,改为使用接地符号(空心三角形);在大型电路中,原理图各处都会散布接地符号,所有这些都假定连接在一起。(有时其他但类似的符号用于接地。)这两个电路是相同的。
接地是电路中最低电位的一个例外是当您同时具有正电源和负电源时,例如在以下电路中:
这里有两节电池,因此相对于它们之间的地线,你有一个 +6v 电源和一个 -6v 电源。两个电源的原因是比较器,它需要正电源电压和负电源电压。这意味着比较器的输出也将同时摆动正负。运算放大器是另一种类型的 IC,有时需要正电源和负电源。然而,如今运算放大器和比较器更常见的是只需要一个正电源。
有时可能有不止一个接地是一个电路;这在同时具有数字和模拟电路的电路中很常见,这样做是为了最大限度地减少噪声。电路上只有一个点连接两个接地。减轻印刷电路板 (PCB) 上的噪声的另一种方法是使电路板的整个层专门用作接地层。这使得连接所有需要接地的电路引脚和其他组件变得更容易,只需将一个通孔向下连接到接地平面即可。如果不使用接地层,则必须在整个电路板上布线以将所有接地连接在一起。