タグ付けされた質問 「grounding」

回路を接地または接地基準に接続することに関連する問題。安全性、精度、信頼性、およびインターフェースに影響を与える可能性があります。

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シャーシアースをデジタルアースに接続する必要がありますか?
シールドRJ45(イーサネット)、RS232、およびUSBコネクタを備え、12V AC / DCブリック電源アダプタ(ボード上で5Vおよび3.3Vの降圧を行う)で動作するPCBで作業しています。設計全体が金属製のシャーシに囲まれています。 I / Oコネクタのシールドは、PCBの周辺にあるCHASSIS_GNDプレーンに接続され、金属シャーシのフロントパネルとも接触します。CHASSIS_GNDは、堀(ボイド)によってデジタルGNDから分離されています。 ここに質問があります:CHASSIS_GNDをデジタルGNDプレーンに接続する必要がありますか? 私は数え切れないほどのアプリノートとレイアウトガイドを読みましたが、これらの2つのプレーンをどのように結合すべきかについて、誰もが異なる(そして一見矛盾しているように見える)アドバイスを持っているようです。 これまで私は見てきました: 電源の近くに0オームの抵抗器を使用して、1点でそれらを接続します 電源の近くで単一の0.01uF / 2kVコンデンサでそれらを接続します 1Mの抵抗と0.1uFのコンデンサを並列に接続します 0Ω抵抗と0.1uFコンデンサを並列に接続してそれらを短絡させます I / Oの近くで複数の0.01uFコンデンサを並列に接続します PCBの取り付け穴を介してそれらを直接ショートさせます それらをデジタルGNDと取り付け穴の間にコンデンサで接続します I / Oコネクタの近くにある複数の低インダクタンス接続を介してそれらを結び付けます それらを完全に分離したままにします(どこにも接続されていません) ヘンリーオット(http://www.hottconsultants.com/questions/chassis_to_circuit_ground_connection.html)によるこの記事を見つけました。 最初に、すべきではないこと、つまり、回路接地と電源のシャーシ接地との間に単一ポイント接続を行うことを説明します...回路接地は、Iの低インダクタンス接続でシャーシに接続する必要がありますボードの/ Oエリア このようなボード上で「低インダクタンス接続」がどのように見えるかを実際に説明できる人はいますか? これらのプレーンを相互にショートまたはデカップリングするEMIおよびESDの理由は多数あるように思われ、それらは互いに相反する場合があります。これらの飛行機を結び付ける方法を理解している人はいますか?

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なぜ地球上でOスコープが参照されるのですか?
考えてみてください。マルチメーターを介してグランドへのパスが導入され、回路の動作が変更され、場合によっては電流でマルチメーターに損傷を与える場合、「接地」マルチメーターが堅牢で有用であるとは決して思いません。 なぜこれほど多くのオシロスコープが地球を基準にしているのですか?いくつかの教材を読んで、「学生によるよくある間違い」の大部分は、接地クリップを誤って配置し、悪い結果を引き起こしています-o-scopeが派手な電圧計として使用されているだけです! Tekのスコープにはアイソレーショントランスが内蔵されていると聞いたことがありますが、それを無視し、新しいDSOにはプラスチック製のケース(最も重要なことは分離されていると思います)が含まれている可能性があることを考慮に入れて、アースピンを取り外してください。 Oスコープとコンセントの間に1:1 ACトランスを設置し、さまざまなホット/ニュートラル/アースされたソースを調べる方法を快く試してみてください。

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メインのニュートラルが地球に結びついているのはなぜですか?
私の父は電気技師であり、私自身は電子設計エンジニアであり、今日まで彼はまだこの理由を私に伝えることができませんでした。 次の2つの写真/状況を検討してください-両方とも同じケースですが、2番目にニュートラルが地球に拘束されていません。貧弱な図をおApびしますが、トースターなどのプラグ/ナイフにフォークを刺していると想像してください。アクティブにタッチするため。 最初の写真では、人は感電します。クラシックケース。これは、人の手と足元の地球の間に240VACの差があるためです。ここで重要なことは、ショックを引き起こしたのは240VACの違いだったことです。 2番目の図では、人が再びアクティブなワイヤーに触れていますが、アースはニュートラルに接続されていないため、240VACの差は保証されていません。無し。バッテリーの片方の端だけを照明に接続するように、この状況には閉回路はありません。したがって、ショックを受ける唯一の方法は、人がアクティブとニュートラルを同時に保持した場合です-あなたが何らかの方法でそれをやった場合、あなたは自殺しようとする必要があります(すなわち、私のポイントは、ほとんどの電気ショックはアクティブによって引き起こされます->アース電位、非アクティブ->ニュートラル- そして、ニュートラルをアースに接続しても、アクティブ->ニュートラルポテンシャルショックを防ぐことはできません。 はい、アースは浮いている可能性があり、アクティブに関して「任意の」電位になる可能性があります。発電所、変圧器のコンセント、および家の外でアースステークでニュートラルにつなぐと便利です。で。しかし、孤立した電源について危険な可能性があると主張することができます。だから、それが確固たる議論であり、唯一の理由だとは思わない。これに加えて、絶縁された変圧器/電源は、衝撃から保護する目的でのみ使用されることがあります。なぜ、地球全体を電力網から隔離しないのでしょうか。ハハ。 明らかに、ニュートラルがアースに接続されていない場合でも、アースシャーシは不要になります。これは、何らかの理由でデバイスがライブになった場合(つまり、状況2と同じ)に金属ケースに触れても危険ではないためです。 TL; DR:アースをニュートラルに接続する唯一の理由は、アクティブな点に関して、下の地面が0Vであることを知るためですか?それとも他の理由がありますか?
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競合するPCB Crystalレイアウトの推奨事項
これはこの質問に関連しています。水晶発振器のレイアウトはどうですか? 私はマイクロコントローラー用に12MHzの水晶をレイアウトしようとしています。私は、特に水晶および高周波設計に関するいくつかの推奨事項を読んでいます。 ほとんどの場合、彼らはいくつかの点で同意しているようです: トレースはできるだけ短くしてください。 差動トレースペアをできるだけ同じ長さに近づけます。 クリスタルを他のものから隔離します。 水晶の下にグランドプレーンを使用します。 信号線のビアは避けてください。 トレース上で直角に曲がらないようにします これが私の水晶用に現在持っているもののレイアウトです: 赤は上部のPCB銅を表し、青は下部のPCB層を表します(2層設計です)。グリッドは0.25mmです。クリスタル(青の層)の下には完全なグラウンドプレーンがあり、クリスタルを囲むのは、いくつかのビアを使用してボトムグラウンドプレーンに接続されたグラウンドです。クロックピンの隣のピンに接続するトレースは、uCの外部リセット用です。〜5Vに保持する必要があり、グランドに短絡するとリセットがトリガーされます。 まだいくつか質問があります: 負荷コンデンサをICの近くに配置する推奨レイアウトと、それらを遠い側に配置するその他のレイアウトを見てきました。2つの間にどのような違いを期待できますか?また、どちらが推奨されますか(ある場合)? 信号トレースの真下からグランドプレーンを削除する必要がありますか?それが信号線の寄生容量を減らす最良の方法だと思われます。 より厚いまたはより薄いトレースをお勧めしますか?現在、10milのトレースがあります。 2つのクロック信号をいつまとめる必要がありますか?私は、uCに向かう前に2本の線が本質的にお互いに向かっている推奨事項と、現在のようにそれらが離れてゆっくりとまとめられている推奨事項を見てきました。 これは良いレイアウトですか?どのように改善できますか? 私がこれまでに読んだソース(これがそれらのほとんどをカバーすることを願っています。 高速レイアウトガイドラインに関するTIの推奨事項 AtmelのAVRハードウェア設計の考慮事項 発振器のPCBレイアウトに関するAtmelのベストプラクティス 編集: ご提案ありがとうございます。レイアウトに次の変更を加えました。 uCの下の最下層は5V電源プレーンとして使用され、最上層はローカルグランドプレーンです。グランドプレーンには、グローバルグランドプレーン(下層)への単一のビアがあり、5Vがソースに結合され、2つの間に4.7uFのセラミックコンデンサがあります。ルーティンググランドと電源をはるかに簡単にしました! クリスタルケースのショートを防ぐために、クリスタルの下の上部の接地要素を取り外しました。 @RussellMcMahon、ループ領域を最小化することで何を意味するのかわかりません。クリスタルリードをuCに送信する前にまとめた、改訂されたレイアウトをアップロードしました。これはあなたが意味したものですか? 水晶の周りのガードリングループをどのように完成させることができるのか完全にはわかりません(今はフックのようなものです)。2つのビアを実行して(グローバルグランドから分離された)両端を接続するか、部分リングを削除するか、そのままにしておく必要がありますか? クリスタル/キャップの下からグローバルアースを削除する必要がありますか?

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IC上の複数のGNDおよびVCCの理由
ほとんどのIC(MCUなど)に(A / D)GNDおよび(A)VCCピンが複数ある理由は何ですか? ICのパフォーマンスを向上させる場合、パフォーマンスにどのように役立ちますか?または、IC設計者がいくつかのピンを外部で接続する方が簡単ですか? ICの一部のフットプリントはケースの下にGND接続がありますが、どのように役立ちますか?必要ない場合でも、ケースの下にGNDを引くと、ICのパフォーマンスが向上しますか?

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接地デバイスに中性線を使用し、回路を閉じるためにアース線を使用しないのはなぜですか?
配電用変圧器の中性点が接地線に接続されていることは知っているので、同じものだと思います。 中性線をケース(カバー)に接続して、金属ケースの電気機器を保護するために使用できますか? アース線を使用して回路を閉じることはできますか?たとえば、活線とアース線の間に電球を接続できますか? 答えは「はい、しかしこれを行うのは悪い」と思うが、なぜそれが悪いのかはわからない。 編集: トランジスタ、素晴らしい答えと時間をありがとうございました。ありがたい。まだ理解していないことがもう1つあります。私に答えてくれないかと思いますが、私の質問に悩まされないように願っています。 電球がこのように接続されている場合: この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図 ランプがオンになっているときに顧客がランプに触れると、戻り経路が地面であるため、わずかなうずきに気付かないと思います。 中性線が外れた場合、金属ケースは充電されません。アース線が落ちた場合、電球は消えますが、危険はありません。このようにデバイスを配線するのは正しいですか?

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電気生理学におけるノイズ低減戦略
細胞からの電気信号を記録するとき(皿の中、または生きている人間や動物の体内)、1つの大きな問題は、信号対雑音比を高めることです。 これらの信号は通常10uV〜100mVの範囲であり、ナノアンペアのオーダーの電流を生成できる非常に低い電源で生成されます。 多くの場合、対象の信号は1Hz〜10KHzの範囲内にあります(ほとんどの場合、10Hz〜10KHz)。 事態を悪化させるには、通常、周囲に必要な多くのノイズ生成ツールがあります(診療所では、これらは他の監視、診断および治療機器であり、これらは他の監視、科学機器です)。 ノイズの影響を減らし、S / N比を高めるために、次のような一般的に適用されるルールがいくつかあります。 可能であれば、非常に高い入力インピーダンスとかなり低い電圧増幅、または電圧増幅なしの電流増幅器(ヘッドステージと呼ばれることも多い)を使用します。信号源(ボディ)に非常に近い。 ソース(記録電極)を第1段のアンプ(ヘッドステージ)に接続するには、シールドのないワイヤを使用します(信号の容量性歪みを避けるため)。 グランドループを回避する 可能な場合は、差動増幅器を使用します(周囲の電磁源からの誘導ノイズをキャンセルするため)。 ファラデーケージと接地シールド(通常はアルミ箔)を常に使用して、信号ソースとそれに接続されているもの(本体、機器など)を覆います。 適切なフィルターなしでこれを行うことはできません(通常、信号に応じて1Hzから300Hzまでの10KHzのハイカットとローカット) メインノイズ(さまざまな国では50Hzまたは60Hz)に乗ることができず、信号がその範囲をカバーしている場合にのみ、Humbug http://www.autom8.com/hum_bug.htmlのようなアクティブフィルターを使用できます 私の質問は、私が逃した他の提案はありますか?これらの提案のいずれかが流れているか、間違っていますか? 通常、この分野の人々(私のような)は電気工学の正式な教育を受けておらず、時には適切な証拠なしに教師から生徒に世代から世代へと伝わる神話があります。これはこれを修正する試みです。 編集: -可能であれば、バッテリー、またはポンプ、マイクロドライブ、監視デバイスを含むすべてのデバイスで非常に適切に調整された電源を使用します(コンピューターの主電源にフィルターを配置することもできますが、これは通常深刻な問題ではありません)。

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ESDストラップのもう一方の端を壁のアースに差し込むのは悪い考えですか?
私はスーパーユーザーでこの答えを経験しましたが、それは良い情報を提供しますが、電気/電子工学の観点からはまだ特定の質問があります。 ESDリストストラップのもう一方の端を壁のソケットの接地点に接続するのは間違っていて安全ではありませんか? それは何の害を及ぼす可能性があり、それが間違っている場合、なぜですか? 私は、プロのように見えるユーザーによるコンピューターの組み立てについてのYoutubeビデオを見ていましたが、彼は20年以上ビジネスに携わっていると言います。 ビデオでは、ESDストラップを壁のソケットアースに接続することを推奨していません。また、ESDストラップをキャビネットの金属部分に接続するときは、電源プラグをPSUから取り外してください。ただし、このような設定で感電する可能性があるという理由を除き、技術的な説明はこれ以上行いません。 私は、TL9000品質認定を受けたIT企業で働いてきました。この規格では、必要に応じてESD保護の展開が要求されます。そこにある関連するすべてのテストベンチには、共通グランドに接続されたESDマットがありました。すべての端子には、ESDストラップのもう一方の端を接続するポイントがあり、それらはすべてアースに接続され、最終的にはアースピットに接続されました。したがって、ESDストラップを壁のソケットグランド(最終的には地球のピットに入る)に接続しないことは、私にとってまったく新しい概念です。
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なぜ高電圧修理中にボンディングオンするときにアークが発生するのですか?
ヘリコプターを介して高電圧送電線で作業する場合、技術者はホットスティックと呼ばれる鋼の杖で「接着」します。このプロセス中に、ラインからワンドへのアークが実行されます。さて、ヘリコプターは文字通りと電気の両方で浮いているのに、なぜラインとワンドの間に電位があるのですか? 私の推測では、電力線の交流電流のために、ヘリコプターの近くに交互に広がる磁場と崩壊する磁場が存在すると考えられます。これにより、ヘリコプターのフレームに、電流と位相が180度ずれた電荷分極が設定されます。したがって、電位を生成する電気的引力が発生します。 これが当てはまる場合、電子は鳥の中を自由に移動することはできませんが(金属ヘリコプターフレーム内にあるため)、回転することができ、電荷分極を設定できます(帯電した風船が壁にくっつくように)したがって、鳥がワイヤに「接着」するとき、最初は少しうずきを感じると思いませんか? もう一つ。ヘリコプター回路が孤立しているという事実により、どちらのラインにも結合でき、そのラインがヘリコプター回路のグランドのグランド基準になるのは本当ですか?

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グランドプレーンの切り欠きを使用する場合
適切な接地技術と接地面の使用についてもっと読んでいます。 私が読んだことから、グランドプレーンは、隣接する層との大きな静電容量を提供し、熱放散を高速化し、グランドインダクタンスを低減します。 私が特に興味を持っているのは、作成された浮遊/寄生容量です。私が理解しているように、これは電力トレースには有益ですが、信号線に悪影響を与える可能性があります。 ソリッドプレーンを配置する場所についていくつかの提案を読みましたが、これらが従うべき推奨事項であり、これらの提案の例外を構成するものは何かを疑問に思いました。 グランドプレーンを電源トレース/プレーンの下に置いてください。 信号線、特に高速線または浮遊容量の影響を受けやすい線からグランドプレーンを取り外します。 グラウンドガードリングを適切に使用します。高インピーダンスラインを低インピーダンスリングで囲みます。 IC /サブシステムにローカルグランドプレーン(電力線にも同じ)を使用し、すべてのグランドを1点で、できればローカルグランドとローカル電力線が出会う同じ場所の近くでグローバルグランドプレーンに接続します。 グランドプレーンをできるだけ均一/固体に保つようにしてください。 PCBのグランド/電源を設計する際に考慮すべき他の提案はありますか?電源/グランドレイアウトを最初に設計し、信号レイアウトを最初に設計するのが一般的ですか、それとも一緒に設計されますか? #4とローカルプレーンについてもいくつか質問があります。 ローカルグランドプレーンをグローバルグランドプレーンに接続するには、ビアを使用する必要があるかもしれません。複数の小さなビア(すべてほぼ同じ場所にある)を使用する提案を見てきました。これは、単一の大きなビアよりも推奨されますか? グローバルプレーン/電源プレーンをローカルプレーンの下に保持する必要がありますか?

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接地された延長コードと接地されていないアプライアンスを使用すると、火災の危険がありますか?
私の地元の消防署@Barrie_Fireは、最近これをツイートしました(その後削除しました)。 3穴スロットで2極プラグを使用することを考えないでください!コンセントまたは電源タップには、必要な数のスロットのみを使用してください。 以下は、焼けた接地延長コードの写真です。 私たちの食べ物、避難所、衣服、そして愛する人たちが酸素と結合するのを防ぐというビジネスの人と議論するのをためらいますが、これは非常に奇妙に思えました。これが火災の危険をもたらす可能性のある方法は考えられません。 参考のため、カナダのNEMA 5-15壁コンセントはデフォルトで接地されています。

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建物全体の静的衝撃
私は地元の図書館から来たばかりで、かなり大きく、そのほとんどが建築物で作られており、ほとんどが塗装された金属製の本棚を使用し、あらゆる場所にガラスの床があり、すべてがきれいで素敵でした。ほぼすべてのフロアで1冊の本棚(はい)の周りに静電気ショックが発生し始めるまで、ほとんどすべての時間で20分以内に約13回のショックを受けました。 ほとんどの金属構造を見ることができるように、巨大なボルト(ネジ)で結合されているため、場所全体に連続性があります(チェック済み)。また、金属構造が建物の構造スタッドに結合される可能性があります。 私はこの規模の何かを「修正」することができる方法を見つけようとしています。前身として、私は自分の家の研究室に帯電防止マットを設置しました。帯電防止マットは、次の図のように、同じ電位にあるデスク、ユーザー、電子機器間の電圧差の電子機器を保護するために身体をゆっくりと放電しながら、主アースへの電流の流れを「遅くする」巨大なインピーダンスを持っていることを知っていますか ライブラリに関する私の理論は、地球から隔離され、ガラスの床を歩き回るユーザーは服を着て歩くだけで静電気を発生させ、電子はガラスの周りを放電し、触れるとすぐに放電する方法がないことです金属製の本が放電されると、システムが主電源に接地される可能性がありますが、ドアのノブを思い出すと、接地されていなくてもこのようにショックを受ける可能性があるので、今は少しわかりません 私はこれを解決するいくつかの方法を考えています 1)私の頭に浮かんだ最初のアイデアは、帯電防止マットのような取り決めに、10メガオームの電力抵抗器を追加して、本棚を複数のポイントで主電源に接続することでした。感知されますが、私の常識では、マットの棚は本棚とは異なり、高インピーダンスであると教えてくれます。これは抵抗器を横切る流れを遅くするように働くかもしれませんが、低のためにまだショックを受けるユーザーには何もしません金属製の本棚の抵抗は、抵抗器全体で減速します 2)次に、棚をペイントすることを考えましたが、すでにペイントされていて、ペイントの上でも衝撃が発生していることに気付きました 3)メインアースへの境界点を探して、金属構造をメインアースに接続しない「フローティング回路」のままにすることを考えましたが、金属構造が内部に触れる前に言ったように、これは複雑になるかもしれません建物構造 そして、このすべての可能な解決策から、いくつかの疑問が生じます。 a)接地および非接地金属から静的衝撃は発生しますか? b)あなたの周りのすべてが金属とガラスの床であるとき、どうやってザッピングを防ぐのですか? c)メインアースから金属構造を切り離した場合の最悪のシナリオは何ですか?(接触や照明棒ではなく、金属製の本棚を接地しないでください)、ユーザーはまだショックを受けますか?

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大電流デバイスをデジタル回路に接続すると、奇妙な動作が発生するのはなぜですか?
私は持っています アルドゥイノ マイコン 他のデジタルもの そして私が接続するとき モーター ポンプ ヒータ 他の大電流のもの 私は経験する 奇妙なADC測定 再起動 クラッシュする デジタル通信のエラー その他の予期しない動作 私の電源は、これらすべてのデバイスに電力を供給するために適切なサイズにされています。私はオシロスコープを持っていないので、実際に回路で何が起こっているのかを見ることができません。考えられる原因は何ですか?

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土が乾燥している場合、接地はどのように機能しますか?
接地は、電気機器と接地の信頼できる接触を提供することを目的としているため、絶縁障害が発生した場合、電流は人の身体を通らずに地球に流れ込みます。これには、地中深くに打ち込まれた太い導体で接地する必要があります。 国内のポンプマニュアルの1つに、接地がどのように説明されているかが記載されています(地元の建築基準法と十分に関連していると確信しています)。各2本のパイプの間に少なくとも2フィートの距離を置いた三角形パターンで垂直に。各パイプの上部は、地面から少なくとも2フィート下になければなりません。一般的なスチールロッドを3つすべてに溶接し、接地する機器をそのロッドに接続する必要があります。溶接点は腐食から保護するために塗装する必要があります。 今ではそれはたくさんの金属であり、印象的に見えます。しかし、絶縁障害電流の低抵抗経路をどのように保証するのでしょうか?土が乾燥していて導電性が十分でない場合はどうなりますか?

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