KiCad中不同GND符号的含义及应用

“对于刚接触电子设计的小伙伴，经常会对原理图中各种不同样式的接地(GND)符号搞晕。GND、GNDA、GNDD、大地、机壳地等到底有什么区别？该如何使用呢？”

地的种类

我们先来看一下 “地” 符号的大致分类。

标准接地符号。如果您对其他符号没有特定用途，则只需使用此符号即可。通常“分割”地会使设计更复杂，所以如果您不确定是否要把地网络分开，那就尽量避免它。

这是“模拟”地。通常用于模数 (A/D) 转换器中模拟输入的参考地。请注意，虽然符号与普通 GND 相同，但网络标签名称不同，因此默认情况下它们不会连接。

这是“数字”地。通常用于 A/D 转换器的另一侧。它为您的数字输出提供参考地。

这是“电源”接地或机箱接地。该符号在电路中用于表示本地参考电位。通常，是容纳电路的金属外壳的接地。它表明机箱地与“真实”地之间可能存在很大的电势差。请注意，IEC 和 ANSI 在其符号中均使用 3 个插脚，但 KiCad 使用 5 个插脚。

 也称为参考地或“真实”地。这通常代表你的建筑物的0电压。如果你在原理图中使用这个符号，表示这个点是要直接连接到你房间里的一些物理金属片上，这些金属片是与实际的泥土（大地）相连的。在标准的220V交流电源线中，这将是你的第三根（绿色）电线。注意：这并不意味着这个电压是干净的、稳定的或完美到没有任务波动。它只代表这个“地”与实际的大地相连。

 该符号 (IEC 60417 #5018) 代表“干净”的地。从这个意义上讲，它是一个特别设计的“地”，不会受噪声的影响，以确保敏感设备的正常运行。  保护性接地。此符号 (IEC 60417 #5019) 代表指定用于在系统发生故障时防止外部冲击的端子。请注意，符号名称是“protective”而不是“protected”。也就是说，保护性接地是为了保护您（比如因绝缘损坏而导致的触电风险），而不是连接到这个终端的东西。

KiCad中的地

我们看一下在KiCad符号编辑器中的“地”符号。

这里有几点需要注意。首先，所有浅蓝色文本在原理图中都标记为“不可见”，因此在放置符号时默认情况下您不会看到它们。

#PWR是符号的位号。通过在其前面添加 #，该符号不会添加到您的物料清单(BOM)中。在原理图中，会为#PWR分配唯一编号，如#PWR01、#PWR02等。

符号上的引脚为引脚号 1，并标记为 GND。它是一个不可见的电源输入引脚，KiCad 将为它创建一个全局的网络标签。全局的网络标签将被命名为 GND，因为这是引脚的名称。

对于 GNDA，不可见的电源输入引脚标记为 GNDA。并使用该名称创建一个新的全局网络标签。这些接地之间不连接。因此，您的电路中可以有 GNDD 和 GNDA，它们将被 KiCad 视为不同的网络。

注意：在KiCad中，当电源符号被放置到原理图后，无法通过修改符号的名称（值）来修改符号所代表的的电源网络。只能在符号编辑器中进行修改，这也是很多用户觉得不合理的问题之一。

不同地之间的连接

如果您使用多个接地，最后通常需要在某个时刻将它们连接在一起。如果您计划在某个时刻断开接地，则可以使用 0 欧姆电阻器或电感器来连接它们。然而，大多数应用都希望简单地隔离电路板一部分中的电流环路，然后在电路上做一个封装进行共地的连接。

在 KiCad 中，这些称为“Net Ties”。 您可以在官方库中的“Device”分类下找到它们。 它们看起来像这样：

标准的封装是这样的：

您可以根据自己的喜好调整此封装。Net Tie的关键在于 F.Cu 层上需要有一个与两个 SMD 焊盘重叠的多边形。Net Tie允许您连接到不同的网络，例如 GNDA 和 GNDD 仍保持独立的网络和地平面，同时也可以在某个特定的点上进行连接。

直连不同的网络

如果您直接把不同网络的地用一根导线相连，如下图：

ERC会给出警告：

KiCad 会将其识别为具有两个标签（GNDA 和 GNDD）的同一网络。在网表和PCB编辑器中，KiCad 会将为网络标签指定为 GNDA，因为它按字母顺序排列在前面。

如果您想在网表或PCB中保持两个网络不同，则需要使用Net Tie将它们连接起来。如下图所示：

用Net Tie连接两个网络会告诉 KiCad 两个不同网络之间需要进行连接。

审核编辑 黄宇