Каждый, кто имел дело с бытовой электроникой, сталкивался с обозначениями типа GND, VEE, VCC на схеме, разъемах или материнской плате. Что это такое и как использовать эту маркировку правильно?
GND - самое важное обозначение на схеме, относительно которого замеряются все остальные. Это "земля", нулевой потенциал, общий провод для питания и сигнала. По-английски ground - земля, отсюда - сокращение GND.
Очень часто на разъемах для GND используется черный провод, но не следует слишком доверять этому признаку, производители могут менять цвет.
Другие обозначения показывают потенциал относительно нуля:
- VEE - Voltage Emitter Emitter - минус;
- VCC - Voltage Collector Collector - плюс.
Если в электронной схеме применяются полевые транзисторы, то могут встречаться такие маркировки:
- VDD -Voltage Drain Drain - плюс;
- VSS - Voltage Source Source - минус.
Несмотря на название, никакого отношения к заземлению GND в электронике не имеет, за исключением случаев, когда используется экранирование. Это просто цепь, общая для питания и электрического сигнала, относительно которой меряются все иные потенциалы напряжения.
Поэтому нередко можно встретить другие обозначения на разъемах, электронных платах, например:
- Com - Common - общий, если цепь в реальности не заземлена;
- 0v.
Если используются смешанные аналоговые и цифровые схемы, то обозначают отдельные линии питания сигнала для аналоговой и цифровой частей. В этом случае можно встретить такие обозначения:
- GNDD, DGND - для цифровой;
- AGND, GNDA - для аналоговой.
Для цифровых логических систем земля - это отрицательная клемма питания логики микросхемы. Для аналоговых - это опорный вывод батареи, а сигнал привязан к аналоговому выходу или входу.
Почему важно правильно определять GND
При подключении схем бытовой электроники или компьютеров важно правильно определить ноль и внимательно следить за маркировкой GND. Современные разъемы обычно имеют защиту от неверного включения, но даже в этом случае полезно убедиться, что подключение производится правильно. Иначе произойдет замыкание и выход схемы из строя.
В компьютерах обычно используются цепи питания в 5 В или 12 В. Хотя нулевой провод обеих цепей одного цвета (обычно черного), для каждой используются разные проводники. В типичных случаях VCC на схеме обычно означает +5 В.
Чтобы не ошибиться при подключении, нужно найти на материнской плате обозначение GND и проверить, какой проводник в разъеме подходит к к этой точке. Затем использовать цвет этого провода, если на разъемах нет маркировки.
Одна земля на всех
Часто возникает вопрос: если GND - общий провод для всех элементов схемы, зачем на практике используется много проводов с таким обозначением? Например, у параллельного порта к принтеру их 8.
В любой схеме весь ток должен возвращаться на землю, но каждый контакт имеет ограничения по току. Поэтому разумно сбалансировать количество линий для сигнала с количеством линий GND для обратного тока. В идеале, сколько сигнальных проводников, столько должно быть общих проводов, тогда каждый из них работает как витая пара, не влияя на другие.
Как земля на плате, лучше много тонких проводов GND, чем один толстый. Для цифровых данных это позволяет сгладить взаимное влияние сигналов и улучшить качество передачи информации.