¿Cuál es la diferencia entre los diferentes tipos de GND?

Question

Me gustaría saber la diferencia entre los diferentes tipos de tierras como AGND, SGND, Tierra de la batería, PGND. ¿No son todas las tierras iguales? ¿No podemos conectar el dispositivo a cualquiera de estas tierras?

Answer 1

Aunque todos contienen "GND", en realidad no se refieren a la tierra, solo tenemos una tierra, pero podemos tener muchos "GND". Puedes pensar en GND como un punto de referencia común de un sistema local.

De tus "GND"s, el AGND puede representar la "tierra analógica", el SGND puede representar la "tierra de señal", el PGND puede representar la "tierra de potencia". Por diversas razones, como la seguridad, la EMI, etc., tendemos a dividir nuestro sistema en muchos sub-sistemas. Cada tierra es simplemente un punto de referencia de los sub-sistemas.

Si tu dispositivo no pertenece a un sistema, no puedes conectar tu dispositivo a la tierra de ese sistema.

Answer 2

Idealmente todos los puntos de tierra son iguales. Sin embargo, puede haber razones por las que no lo sean:

1. Tu punto de tierra tiene una corriente continua significativa fluyendo a través de él. Según la ley de Ohm, sabemos que \$V = IR\$, por lo que habrá un ligero gradiente de voltaje a través de tu "tierra".
2. De manera similar, para altas frecuencias, la tierra tiene alguna inductancia no nula. Un inductor a alta frecuencia tiene una impedancia significativa, lo que conduce a una diferencia de potencial en estas altas frecuencias.
3. La tierra es una etiqueta para un punto de referencia. A veces no quieres que tu punto de referencia esté físicamente conectado a la tierra literal, o quieres puntos de referencia aislados (conocidos como "aislamiento galvánico").

Por lo general, las altas frecuencias están en el lado digital, donde estás cambiando a una alta velocidad (peor aún, estas son ondas cuadradas, por lo que hay armónicos superiores). Los circuitos analógicos generalmente implican que te importa la amplitud/otras características de la forma de onda, y estas altas frecuencias de los circuitos digitales pueden corromper fácilmente tu señal. Por lo tanto, no es raro tener un separador entre tierras analógicas y digitales. Sin embargo, es crucial que ambas tierras estén conectadas entre sí (preferiblemente en un solo punto) para tener el mismo punto de referencia. Hay otras cosas a considerar aquí, pero las estoy omitiendo por brevedad.

Para circuitos con corrientes continuas significativas y componentes analógicos sensibles, no es raro separar la tierra de alimentación de tu tierra analógica. Nuevamente, deberías unirlos en un solo punto para tener un punto de referencia común.

El aislamiento galvánico se utiliza por varias razones. Una de las principales razones es la seguridad. Por ejemplo, la mayoría de los adaptadores de corriente son fuentes de alimentación aisladas. Si hay un fallo en el lado primario, siempre y cuando no excedas el límite de tensión de aislamiento, tu segundo lado generalmente simplemente pierde potencia en lugar de estar en cortocircuito con el lado primario enchufado en la pared. En este caso, físicamente tienes dos puntos de referencia separados. Sus potenciales pueden fluctuar de manera que el voltaje entre las dos tierras no sea cero. A veces se hace un esfuerzo para que este potencial no se aleje demasiado.

Answer 3

No, no siempre son iguales. AGND (tierra analógica), por ejemplo, es un punto de referencia para tu componente analógico. Puedes conectar esto a otro voltaje que no sea la tierra de tu batería. El mismo caso con el SGND, que probablemente tendrás con una señal diferencial. Este es el punto de referencia para la señal. Nunca he oído hablar de PGND (tierra de protección?), así que no puedo decir mucho al respecto, excepto que no siempre es lo mismo que la tierra de tu batería.