GND是Ground(地)的缩写,是指芯片电路中的一个电位参考点,也称为接地点,常常用作模拟电路和数字电路的共同地点。
GND的主要作用是为不同部分提供相同的基准电位,以便于他们之间的信号传输和通讯。在大多数电路中,GND都是电路中电位最低的点(电网中的0V),且通常被放置于板子的边缘以方便引出。
同时,GND也是保证电路稳定性和安全性的重要一环,因为它可以有效地吸收噪声和干扰,保护其他电路不受到干扰的影响。
分析芯片中的GND,我们可以将它们大致分为两类:数字GND和模拟GND。
数字GND和数字信号相关,它主要用于数字器件和高速传输引脚;而模拟GND则是模拟信号相关,主要用于模拟信号和低速传输引脚。
值得注意的是,在不同的电路中,同一种GND实际上可能会有多个接地点,因为GND还可以被分成多个网,每一个网都有一个独立的接地点。这些接地点被称为“地岛”,是为了保证电路的可靠性和稳定性而设计的。
在设计电路布局时,良好的GND布局通常是建立一个良好电路性能的前提。
首先,GND需要与电网相连接,以保证面包板或印制电路板上GND的连接情况良好。其次,在GND接口周围使用铜网和其他铜网停止装饰,使其覆盖范围尽可能大;同时,在面积较大的板子内,将GND地分成几个部分,按照功能区域进行分离,以防止互相干扰。
此外,布局需要注意signal traces和power traces的布置情况,即信号线和电源线的分离,防止相互的干扰。在大多数情况下,最好使用不同的层实现电源线和信号线的分离。
正如前面所述,GND在电路中扮演着引用电位、回路、噪声过滤和安全的重要角色。
首先,GND为芯片提供了唯一的电平参考点,确保触点、系统间相互链接通讯时的电平匹配。
其次,GND可以形成完整的回路,是控制剩余所有元件运作的基础。电路中的所有信号,包括开关、芯片等,都在GND的引导下进行回路运转。
最后,GND还可以有效地过滤电磁干扰(EMI),减少电磁干扰带来的影响。电路中的噪声通常是由于电源线和信号线引起的,GND可以大大减少这些噪声中的不良信号,增强系统的稳定性和安全性。