KiCAD 5 - Welche Bedeutung haben die verschiedenen GND-Symbole?

Ich bin neu in KiCAD. Ich sehe Symbole für GND, GNDA (analog), GNDD (digital), GNDPWR, GNDREF usw.

Gibt es neben der "schematischen Dokumentation" noch eine Bedeutung?

Ich hatte erwartet, dass der Grund für die vielen Symbole möglicherweise darin liegt, dass das PCB-Layout-Tool diese verwenden kann, um die Trennung von Masseebenen auf irgendeine Weise zu erzwingen. Aber es scheint in dem Sinne fehlerhaft zu sein, dass nicht nur die Rattennetze GNDDs und GNDAs miteinander verbinden: Auf der Platine werden alle GNDD-Pads tatsächlich in GNDA umbenannt !!!

Vermisse ich etwas oder mache ich etwas falsch?

Es gibt hier ein paar Fragen, also beginne ich mit den verschiedenen Gründen.

Arten von Boden

• Standard-Erdungssymbol. Wenn Sie für die anderen Symbole keine spezielle Verwendung haben, verwenden Sie einfach dieses Symbol. In den meisten Fällen führt das Trennen von Gründen zu Problemen. Wenn Sie also nicht wissen, dass Sie dies tun müssen, vermeiden Sie dies vollständig.
• Dies ist Ihr "analoger" Grund. Wird normalerweise zur Referenzierung der Analogeingänge in einem Analog-Digital-Wandler (A / D) verwendet. Beachten Sie, dass das Symbol mit dem normalen Symbol identisch ist GND, der Labelname sich jedoch unterscheidet und daher standardmäßig keine Verbindung hergestellt wird.
• Dies ist Ihr "digitaler" Boden. Dies ist die andere Seite des A / D-Wandlers. Es liefert die Referenz für Ihre digitalen Ausgänge.
• Dies ist ein "Power" - oder Chassis-Boden. Dieses Symbol wird in Schaltkreisen zur Darstellung des lokalen Bezugspotentials verwendet. Normalerweise die Masse des Metallgehäuses, das Ihre Schaltung hält. Dies kann darauf hinweisen, dass zwischen dieser Erdung und der Erdung oder Struktur, in der das Chassis montiert ist, ein erheblicher Potenzialunterschied besteht. Beachten Sie, dass sowohl IEC als auch ANSI 3 Zinken in ihrem Symbol verwenden, KiCad jedoch 5.
• Erdboden. Auch als Referenzmasse oder "echte" Masse bekannt. Dies entspricht normalerweise der 0-Spannung Ihres Gebäudes. Wenn Sie dieses Symbol in Ihrem Schaltplan verwenden, bedeutet dies, dass der Punkt direkt mit einem physischen Metallstück in Ihrem Raum verbunden werden soll, das mit dem tatsächlichen Schmutz verbunden ist. In einem normalen 220-V-Netzkabel ist dies Ihr dritter (grüner) Draht. Hinweis: Dies bedeutet nicht, dass diese Spannung sauber oder konstant ist oder eine andere Variation von perfekt ist. Es zeigt nur an, dass sich zwischen ihm und dem Schmutz draußen keine Schaltkreise befinden.
• Dieses Symbol (IEC 60417 # 5018) steht für eine "saubere" Erdung. In diesem Sinne ist ein speziell ausgewiesener Boden gemeint, der vor Lärmquellen geschützt ist, um den korrekten Betrieb empfindlicher Geräte zu gewährleisten.
• Dieses Symbol (IEC 60417 # 5019) steht für eine Klemme, die zum Schutz vor externen Stößen im Falle einer Systemstörung vorgesehen ist. Beachten Sie, dass der Symbolname "Schutz" und nicht "geschützt" ist. Das heißt, die hier verbundenen Dinge sollen Sie schützen und nicht die mit diesem Terminal verbundenen Gegenstände.

Gründe in KiCad

Öffnen Sie das Standardsymbol im GNDSymbolbibliothekseditor , um die Gründe in KiCad zu untersuchen .

Hier sind einige Dinge zu beachten. Zunächst wird der gesamte graue Text im Schaltplan als "Unsichtbar" markiert, sodass Sie ihn beim Platzieren des Symbols nicht standardmäßig sehen.

• Das #PWR?ist die Symbolreferenz. Durch das Präfix #wird das Symbol nicht zu Ihrer Stückliste hinzugefügt. Das ?ist nicht Teil der Referenzzeichenfolge (wird beim Bearbeiten der Referenz nicht angezeigt). Es ist ein Platzhalter, der die eindeutige Nummer angibt, die während der Schaltplananmerkung in Abhängigkeit von den anderen #PWRSymbolen in Ihrem Schaltplan zugewiesen wird .
• Der Stift auf dem Symbol ist die Stiftnummer 1und ist beschriftet GND. Da es sich um einen unsichtbaren Stromeingangsstift handelt, erstellt KiCad eine globale Bezeichnung dafür. Das globale Label wird so benannt, GNDwie es der Name des Pins ist.
• Im Falle von GNDAist der unsichtbare Stromeingangspin beschriftet GNDA. und erstellt ein neues globales Etikett mit diesem Namen. Diese verbinden nicht die Erdung. So können Sie GNDDund GNDAin Ihrem Stromkreis haben und sie werden von KiCad als unterschiedliche Netze gesehen.

Erdung anschließen

Wenn Sie mehrere Gründe verwenden, ist es normalerweise (sprich: immer!) Notwendig, diese irgendwann miteinander zu verbinden. Wenn Sie die Erdung irgendwann trennen möchten, können Sie einen 0-Ohm-Widerstand oder eine Induktivität zum Anschließen verwenden. Die meisten Anwendungen möchten jedoch einfach die Stromschleifen in einem Abschnitt der Platine isolieren und dann einen einzelnen, gemeinsamen Verbindungspunkt, der auf der Schaltung aufgedruckt ist.

In KiCad werden diese als "Netzbindungen" bezeichnet. Sie finden sie in den allgemeinen v5-Bibliotheken unter "Gerät". Sie sehen so aus:

Und der Standard-Footprint sieht so aus:

Beachten Sie, dass Sie diesen Footprint nach Ihren Wünschen anpassen können. Die "Magie" eines Netzes besteht darin, dass sich auf der F.CuSchicht ein Polygon befinden muss, das die beiden SMD-Pads überlappt. Dies ermöglicht Ihnen, verschiedene Netze, zB zu verbinden GNDAund GNDDan einem bestimmten Punkt in Ihrer Schaltung , während immer noch getrennte Netze und Masseebene beibehalten wird .

Verbindungsnetze

Wenn Sie die beiden Erdungsnetze mit nur einem Kabel wie folgt miteinander verbinden:

Dann erkennt KiCad dies als ein einzelnes Netz mit zwei Bezeichnungen ( GNDAund GNDD). In Ihrer Netzliste und in der Erweiterung pcbnew wählt KiCad GNDAdas einzelne Netzlabel aus, da es alphabetisch an erster Stelle steht.

Wenn Sie die beiden Netze in Ihrem Layout getrennt halten und sie nur mit einem Netzbinder verbinden möchten, müssen Sie die Verbindung in Ihrem Schaltplan folgendermaßen einrichten:

Wenn Sie die Netzverbindung zwischen den beiden Netzen herstellen, wird KiCad mitgeteilt, dass Sie zwei Netze mit einer einzigen Verbindung zwischen diesen Netzen möchten.