In der Elektronik werden verschiedene Abkürzungen verwendet, um unterschiedliche Versorgungsspannungen darzustellen, wie beispielsweise VCC, VDD, VEE, VSS und GND. Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen Versorgungsspannungen ist für die Entwicklung und Fehlerbehebung elektronischer Schaltungen von entscheidender Bedeutung. In diesem Beitrag werden wir uns mit den Definitionen, Eigenschaften und Verwendungszwecken von VCC, VDD, VEE, VSS und GND befassen, um Ihnen ein besseres Verständnis ihrer Funktionen in elektronischen Schaltungen zu vermitteln.
Definition von VCC, VDD, VEE, VSS, GND
- VCC: C=Circuit (Schaltung) bezeichnet die Bedeutung der Schaltung, d. h. die an die Schaltung angeschlossene Spannung
- VDD: D=device bedeutet die Bedeutung des Geräts, d. h. die interne Betriebsspannung des Geräts;
- VEE: negative Spannungsversorgung; die Quelle der Feldeffektröhre (S)
- VSS: S=series bedeutet gemeinsame Verbindung, bezieht sich in der Regel auf die gemeinsame Massespannung des Stromkreises
- GND: Wird oft als Spannungsreferenzpunkt im Stromkreis definiert.
Weitere verwandte Bezeichnungen:
- VBAT: Wenn eine Batterie oder eine andere Stromversorgung zum Anschluss an den VBAT-Pin verwendet wird, kann bei ausgeschaltetem VDD der Inhalt des Backup-Registers gespeichert und die Funktion der RTC aufrechterhalten werden. Wenn in der Anwendung keine externe Batterie verwendet wird, sollte der VBAT-Pin mit dem VDD-Pin verbunden werden.
- VPP: Programmier-/Löschspannung.
Der Unterschied zwischen V und VA ist: der Unterschied zwischen digital und analog.
Der Unterschied zwischen CC und DD ist: der Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und der Arbeitsspannung (normalerweise VCC>VDD).
Erläuterung zur Anwendung
- Bei digitalen Schaltungen ist VCC die Versorgungsspannung der Schaltung, VDD die Betriebsspannung des Chips (in der Regel Vcc>Vdd) und VSS der Massepunkt. Bei einem ARM-Einchip-Mikrocomputer beispielsweise beträgt die Versorgungsspannung VCC in der Regel 5 V, die durch ein Spannungsstabilisierungsmodul in die Betriebsspannung VDD = 3,3 V des Einchip-Mikrocomputers umgewandelt wird.
- Einige ICs verfügen sowohl über VDD- als auch über VCC-Pins, was bedeutet, dass das Gerät selbst über eine Spannungsumwandlungsfunktion verfügt.
- Bei Feldeffekttransistoren (oder COMS-Geräten) ist VDD der Drain, VSS die Source, wobei sich VDD und VSS auf die Bauteil-Pins beziehen, nicht auf die Versorgungsspannung.
- Im Allgemeinen gilt: VCC = analoge Stromversorgung, VDD = digitale Stromversorgung, VSS = digitale Masse, VEE = negative Stromversorgung.
- Im elektrischen Sinne wird GND in Strommasse und Signalmasse unterteilt. PG ist die Abkürzung für Power Ground (Strommasse). Die andere ist Signal Ground (Signalmasse). Sie können tatsächlich miteinander verbunden sein (nicht unbedingt vermischt!). Die beiden Bezeichnungen dienen hauptsächlich der Erleichterung der Analyse der Schaltung.
Darüber hinaus gibt es zwei „Massen”, die aufgrund unterschiedlicher Schaltungsformen unterschieden werden müssen: digitale Masse und analoge Masse. Sowohl die digitale Masse als auch die analoge Masse haben eine Signalmasse und eine Strommasse. Zwischen der digitalen Masse und der analogen Masse können einige Schaltungen direkt verbunden werden, einige Schaltungen müssen mit einer Drossel verbunden werden und einige Schaltungen können nicht verbunden werden.
Verschiedene Arten von GND
Es gibt viele verschiedene Arten von GND (Masse) in Schaltungen, wie z. B. Signalmasse, Schutzmasse und Audiomasse.
Signalerde
Signalerde, auch als Referenzerde bezeichnet, ist der Bezugspunkt für Nullpotential und das gemeinsame Segment, das die Signalschleife des Stromkreises bildet, symbolisiert durch „⊥“.
- DC-Masse: Der Bezugspunkt mit Nullpotential in einem Gleichstromkreis.
- AC-Masse: Die Nullleitung einer Wechselstromversorgung, die von der Erdung zu unterscheiden ist.
- Strommasse: Der Bezugspunkt mit Nullpotential für Hochstrom-Netzwerkgeräte und Leistungsverstärker.
- Analoge Masse: Der Bezugspunkt mit Nullpotential für Verstärker, Sample-and-Hold-Schaltungen, A/D-Wandler und Komparatoren.
- Digitale Masse: Auch als logische Masse bezeichnet, ist der Bezugspunkt mit Nullpotenzial für digitale Schaltungen.
- „Heiße Masse“: Bei Schaltnetzteilen, die keine Transformatoren benötigen, ist die „Masse“ des Schaltkreises mit dem Wechselstromnetz verbunden und wird auch als „heiße Masse“ bezeichnet. Sie steht unter Spannung und leitet Strom.
- „Cold Ground“: Die Ausgangsmasse eines Schaltnetzteils wird als „Cold Ground“ bezeichnet, da sie durch einen Hochfrequenztransformator von der Eingangsmasse isoliert ist und Optokoppler in der Rückkopplungsschaltung zur Übertragung von Signalen verwendet werden, während die Massen beider Seiten isoliert sind. Sie steht nicht unter Spannung.
Schutzleiter:
Die Schutzleiterverbindung ist eine Verdrahtungsmethode, die der Sicherheit von Personen dient. Ein Ende des Schutzleiters ist mit dem Elektrogerät verbunden, das andere Ende ist zuverlässig mit der Erde verbunden. Geräte wie Fehlerstromschutzschalter (ELCB) sind für die Verbesserung dieses Schutzes von entscheidender Bedeutung, da sie im Falle von Fehlerströmen diese erkennen und auslösen.
Erdung in Audiosystemen:
- Abschirmungserde: Um Störungen in Audiosystemen zu verhindern, wird das Metallgehäuse der Audiogeräte über ein Kabel mit der Signalerde verbunden, das als Abschirmungserde bezeichnet wird.
- Audiospezifische Masse: In professionellen Audiosystemen muss zusätzlich zur Abschirmungsmasse eine Verbindung zur audiospezifischen Masse hergestellt werden, um Störungen zu vermeiden. Diese Erdungsvorrichtung sollte separat verlegt und an die entsprechende Erdungsklemme des Trenntransformators und der abgeschirmten stabilisierten Stromversorgung angeschlossen werden, um als dedizierter Audio-Massepunkt im Tonregieraum zu dienen.
