控制系統(tǒng)中常見的幾種地線詳解

DCpower一般是指帶實際電壓的源，其他的都是標號（在有些仿真軟件中默認的把標號和源相連的）VDD：電源電壓（單極器件）;電源電壓（4000系列數(shù)字電路）;漏極電壓（場效應管）VCC：電源電壓（雙極器件）;電源電壓（74系列數(shù)字電路）;聲控載波（VoiceControlledCarrier）VSS：地或電源負極VEE：負電壓供電;場效應管的源極（S）VPP：編程/擦除電壓。

一、解釋

DCpower一般是指帶實際電壓的源，其他的都是標號（在有些仿真軟件中默認的把標號和源相連的）VDD：電源電壓（單極器件）;電源電壓（4000系列數(shù)字電路）;漏極電壓（場效應管）VCC：電源電壓（雙極器件）;電源電壓（74系列數(shù)字電路）;聲控載波（VoiceControlledCarrier）VSS：地或電源負極VEE：負電壓供電;場效應管的源極（S）VPP：編程/擦除電壓。

VCC：C=circuit表示電路的意思，即接入電路的電壓;

VDD：D=device表示器件的意思，即器件內(nèi)部的工作電壓;

VSS：S=series表示公共連接的意思，通常指電路公共接地端電壓。

二、另外一種解釋：

Vcc和Vdd是器件的電源端。

Vcc是雙極器件的正，Vdd多半是單級器件的正。下標可以理解為NPN晶體管的集電極C，和PMOSorNMOS場效應管的漏極D。同樣你可在電路圖中看見Vee和Vss，含義一樣。因為主流芯片結構是硅NPN所以Vcc通常是正。如果用PNP結構Vcc就為負了。薦義選用芯片時一定要看清電氣參數(shù)。

Vcc來源于集電極電源電壓，CollectorVoltage，一般用于雙極型晶體管，PNP管時為負電源電壓，有時也標成-Vcc，NPN管時為正電壓。

Vdd來源于漏極電源電壓，DrainVoltage，用于MOS晶體管電路，一般指正電源。因為很少單獨用PMOS晶體管，所以在CMOS電路中Vdd經(jīng)常接在PMOS管的源極上。

Vss源極電源電壓，在CMOS電路中指負電源，在單電源時指零伏或接地。

Vee發(fā)射極電源電壓，EmitterVoltage，一般用于ECL電路的負電源電壓。

Vbb基極電源電壓，用于雙極晶體管的共基電路。

三、說明

1、一般來說VCC=模擬電源，VDD=數(shù)字電源，VSS=數(shù)字地，VEE=負電源。

2、有些IC既有VDD引腳又有VCC引腳，說明這種器件自身帶有電壓轉(zhuǎn)換功能。

3、對于數(shù)字電路來說，VCC是電路的供電電壓，VDD是芯片的工作電壓（通常Vcc》Vdd），VSS是接地點。

4、在場效應管（或COMS器件）中，VDD為漏極，VSS為源極，VDD和VSS指的是元件引腳，而不表示供電電壓。

詳解： 有些IC 同時有VCC和VDD， 這種器件帶有電壓轉(zhuǎn)換功能。 在“場效應”即COMS元件中，VDD乃CMOS的漏極引腳，VSS乃CMOS的源極引腳，這是元件引腳符號，它沒有“VCC”的名稱，你的問題包含3個符號，VCC / VDD /VSS， 這顯然是電路符號除了正確進行接地設計、安裝，還要正確進行各種不同信號的接地處理。

控制系統(tǒng)中，大致有以下幾種地線：

（1）數(shù)字地：也叫邏輯地，是各種開關量（數(shù)字量）信號的零電位。

（2）模擬地：是各種模擬量信號的零電位。

（3）信號地：通常為傳感器的地。

（4）交流地：交流供電電源的地線，這種地通常是產(chǎn)生噪聲的地。

（5）直流地：直流供電電源的地。

（6）屏蔽地：也叫機殼地，為防止靜電感應和磁場感應而設。

以上這些地線處理是系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試中的一個重要問題。

下面就接地問題提出一些看法：

（1）控制系統(tǒng)宜采用一點接地。一般情況下，高頻電路應就近多點接地，低頻電路應一點接地。在低頻電路中，布線和元件間的電感并不是什么大問題，然而接地形成的環(huán)路的干擾影響很大，因此，常以一點作為接地點;但一點接地不適用于高頻，因為高頻時，地線上具有電感因而增加了地線阻抗，同時各地線之間又產(chǎn)生電感耦合。一般來說，頻率在1MHz以下，可用一點接地;高于10MHz時，采用多點接地;在1～10MHz之間可用一點接地，也可用多點接地。

（2）交流地與信號地不能共用。由于在一段電源地線的兩點間會有數(shù)mV甚至幾V電壓，對低電平信號電路來說，這是一個非常重要的干擾，因此必須加以隔離和防止。

（3）浮地與接地的比較。全機浮空即系統(tǒng)各個部分與大地浮置起來，這種方法簡單，但整個系統(tǒng)與大地絕緣電阻不能小于50MΩ。這種方法具有一定的抗干擾能力，但一旦絕緣下降就會帶來干擾。還有一種方法，就是將機殼接地，其余部分浮空。這種方法抗干擾能力強，安全可靠，但實現(xiàn)起來比較復雜。

（4）模擬地。模擬地的接法十分重要。為了提高抗共模干擾能力，對于模擬信號可采用屏蔽浮技術。對于具體模擬量信號的接地處理要嚴格按照操作手冊上的要求設計。

（5）屏蔽地。在控制系統(tǒng)中為了減少信號中電容耦合噪聲、準確檢測和控制，對信號采用屏蔽措施是十分必要的。根據(jù)屏蔽目的不同，屏蔽地的接法也不一樣。電場屏蔽解決分布電容問題，一般接大地;電磁場屏蔽主要避免雷達、電臺等高頻電磁場輻射干擾。利用低阻金屬材料高導流而制成，可接大地。磁場屏蔽用以防磁鐵、電機、變壓器、線圈等磁感應，其屏蔽方法是用高導磁材料使磁路閉合，一般接大地為好。當信號電路是一點接地時，低頻電纜的屏蔽層也應一點接地。如果電纜的屏蔽層地點有一個以上時，將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。當一個電路有一個不接地的信號源與系統(tǒng)中接地的放大器相連時，輸入端的屏蔽應接至放大器的公共端;相反，當接地的信號源與系統(tǒng)中不接地的放大器相連時，放大器的輸入端也應接到信號源的公共端。 對于電氣系統(tǒng)的接地，要按接地的要求和目的分類，不能將不同類接地簡單地、任意地連接在一起，而是要分成若干獨立的接地子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)都有其共同的接地點或接地干線，最后才連接在一起，實行總接地。

有人說： 模擬地跟數(shù)字地，最終都要接到一塊的，那干嗎還要分模擬地和數(shù)字地呢？ 這是因為雖然是相通的，但是距離長了，就不一樣了。 同一條導線，不同的點的電壓可能是不一樣的，特別是電流較大時。 因為導線存在著電阻，電流流過時就會產(chǎn)生壓降。 另外，導線還有分布電感，在交流信號下，分布電感的影響就會表現(xiàn)出來。 所以我們要分成數(shù)字地和模擬地，因為數(shù)字信號的高頻噪聲很大，如果模擬地和數(shù)字地混合的話，就會把噪聲傳到模擬部分，造成干擾。如果分開接地的話，高頻噪聲可以在電源處通過濾波來隔離掉。但如果兩個地混合，就不好濾波了。

我們經(jīng)常在電路中見到0歐的電阻，對于新手來說，往往會很迷惑：既然是0歐的電阻，那就是導線，為何要裝上它呢？還有這樣的電阻市場上有賣嗎？ 其實0歐的電阻還是蠻有用的。

大概有以下幾個功能：

① 做為跳線使用。這樣既美觀，安裝也方便。

② 在數(shù)字和模擬等混合電路中，往往要求兩個地分開，并且單點連接。我們可以用一個0歐的電阻來連接這兩個地，而不是直接連在一起。這樣做的好處就是，地線被分成了兩個網(wǎng)絡，在大面積鋪銅等處理時，就會方便得多。附帶提示一下，這樣的場合，有時也會用電感或者磁珠等來連接。

③ 做保險絲用。由于PCB上走線的熔斷電流較大，如果發(fā)生短路過流等故障時，很難熔斷，可能會帶來更大的事故。由于0歐電阻電流承受能力比較弱（其實0歐電阻也是有一定的電阻的，只是很小而已），過流時就先將0歐電阻熔斷了，從而將電路斷開，防止了更大事故的發(fā)生。有時也會用一些阻值為零點幾或者幾歐的小電阻來做保險絲。不過不太推薦這樣來用，但有些廠商為了節(jié)約成本，就用此將就了。

④ 為調(diào)試預留的位置。可以根據(jù)需要，決定是否安裝，或者其它的值。有時也會用*來標注，表示由調(diào)試時決定。

⑤ 作為配置電路使用。這個作用跟跳線或者撥碼開關類似，但是通過焊接固定上去的，這樣就避免了普通用戶隨意修改配置。通過安裝不同位置的電阻，就可以更改電路的功能或者設置地址。 0歐的電阻不但有賣，而且還有不同的規(guī)格呢，一般是按功率來分，如1/8瓦，1/4瓦等等。 怎么選擇呢？這個需要看產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊了。它有電阻值和功率值的。

無論是在模擬電路中還是在數(shù)字電路中都存在著個種各樣的“地”，為便于大家了解和掌握，現(xiàn)將其總結出來，供大家參考。

1. 信號“地”：

信號“地”又稱參考“地”，就是零電位的參考點，也是構成電路信號回路的公共段，圖形符號“⊥”。

1）直流地：直流電路“地”，零電位參考點。

2）交流地：交流電的零線。應與地線區(qū)別開。

3）功率地：大電流網(wǎng)絡器件、功放器件的零電位參考點。

4）模擬地：放大器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器和比較器的零電位參考點。

5）數(shù)字地：也叫邏輯地，是數(shù)字電路的零電位參考點。

6）“熱地”：開關電源無需使用變壓器，其開關電路的“地”和市電電網(wǎng)有關，既所謂的“熱地”，它是帶電的，圖形符號為：“ ⊥ ”。

7）“冷地”：由于開關電源的高頻變壓器將輸入、輸出端隔離;又由于其反饋電路常用光電耦合、既能傳送反饋信號又將雙方的“地”隔離;所以輸出端的地稱之為“冷地”，它不帶電。圖形符號為“⊥”。

2. 保護“地”：

保護“地”是為了保護人員安全而設置的一種接線方式。保護“地”線一端接用電器，另一端與大地作可靠連接。

3. 音響中的“地”：

1）屏蔽線接地：音響系統(tǒng)為防止干擾，其金屬機殼用導線與信號“地”相接，這叫屏蔽接地。

2）音頻專用“地”：專業(yè)音響為了防止干擾，除了屏蔽“地”之外，還需與音頻專用“地”相連。此接地裝置應專門埋設，并且應與隔離變壓器、屏蔽式穩(wěn)壓電源的相應接地端相連后作為音控室中的專用音頻接地點。

4. 不同地線的處理方法：

1）數(shù)字地和模擬地應分開：在高要求電路中，數(shù)字地與模擬地必需分開。即使是對于A/D、D/A轉(zhuǎn)換器同一芯片上兩種“地”最好也要分開，僅在系統(tǒng)一點上把兩種“地”連接起來。

2）保護“地”： 保護“地”是為了保護人員安全而設置的一種接線方式。保護“地”線一端接用電器，另一端與大地作可靠連接。

3）音響中的“地”：

a）屏蔽線接地：音響系統(tǒng)為防止干擾，其金屬機殼用導線與信號“地”相接，這叫屏蔽接地。

b）音頻專用“地”：專業(yè)音響為了防止干擾，除了屏蔽“地”之外，還需與音頻專用 “地”相連。此接地裝置應專門埋設，并且應與隔離變壓器、屏蔽式穩(wěn)壓電源的相應接地端相連后作為音控室中的專用音頻接地點。

4）浮地與接地：系統(tǒng)浮地，是將系統(tǒng)電路的各部分的地線浮置起來，不與大地相連。這種接法，有一定抗干擾能力。但系統(tǒng)與地的絕緣電阻不能小于50MΩ，一旦絕緣性能下降，就會帶來干擾。通常采用系統(tǒng)浮地，機殼接地，可使抗干擾能力增強，安全可靠。

5）一點接地： 在低頻電路中，布線和元件之間不會產(chǎn)生太大影響。通常頻率小于1MHz的電路，采用一點接地。

6）多點接地： 在高頻電路中，寄生電容和電感的影響較大。通常頻率大于10MHz的電路，采用多點接地。