กราวนด์ดิจิตอล (Digital Ground) คืออะไร?
กราวนด์ดิจิตอล คือ ระบบกราวนด์ที่เชื่อมกับวงจรไฟฟ้าดิจิตอลโดยเฉพาะ เช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์, DSP, FPGA, หรือวงจร logic ต่าง ๆ
▶ ลักษณะสำคัญ
- กระแสไหลแบบพัลส์: ในระบบดิจิตอล จะมีสัญญาณเปลี่ยนสถานะเป็น “0” หรือ “1” ทำให้เกิด กระแสพัลส์ความถี่สูง ไหลผ่านกราวนด์
- สัญญาณรบกวนสูง (Noise): เพราะสัญญาณดิจิตอลเปลี่ยนแปลงรวดเร็วมาก ทำให้เกิด EMI (electromagnetic interference)
- จำเป็นต้อง แยกกราวนด์ดิจิตอลออกจากแอนะล็อก เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน
▶ ใช้ในอะไรบ้าง
- ซาวด์การ์ด
- คอมพิวเตอร์
- ระบบควบคุม MCU
- เครื่องเล่นสัญญาณดิจิตอล เช่น CD Player
Ground Plane คืออะไร?
Ground Plane (พื้นกราวนด์) คือพื้นโลหะขนาดใหญ่บนแผงวงจร (PCB) ที่ใช้เป็นจุดศูนย์กลางของแรงดัน 0V
▶ ลักษณะสำคัญ
- เป็น พื้นที่ทองแดงกว้าง ที่เชื่อมกราวนด์ทั้งหมดในวงจรเข้าด้วยกัน
- ช่วยให้ กราวนด์มีค่าความต้านทานต่ำ → ลด noise, EMI
- มีผลดีต่อ ประสิทธิภาพความถี่สูง
- ใช้ใน PCB หลายชั้น (Multi-layer PCB) เพื่อสร้างระนาบกราวนด์แยก
▶ ทำไมสำคัญ?
- ลด สัญญาณรบกวนข้ามวงจร
- ช่วยการเดินสายสัญญาณเร็ว (ความถี่สูง) ให้ มีรีเทิร์นกราวนด์ที่สั้น
- จำเป็นมากในวงจร Hi-Fi, USB, HDMI, DAC
เทคนิคการออกแบบที่ดี
- ใช้ Star Grounding: ให้กราวนด์ดิจิตอล และแอนะล็อก รวมกันที่ “จุดเดียว” เพื่อไม่ให้สัญญาณรบกวนไหลเข้ากัน
- แยก Power Ground, Analog Ground, Digital Ground หากเป็นระบบ Mixed-Signal
- ใช้ Ground Plane เป็น แผ่นกราวนด์ต่อเนื่อง ไม่ตัดขาดเป็นส่วน ๆ
Ground USB เป็นกราวน์ดิจิตอลหรือกราวน์อนาล็อก
🔧 คำอธิบาย:
✅ USB Ground = Digital Ground
- USB เป็น สัญญาณดิจิตอล (Data+ / Data−) ที่วิ่งด้วยความเร็วสูง (High-Speed Serial)
- Ground ในสาย USB จะทำหน้าที่เป็น reference voltage (0 V) สำหรับวงจรดิจิตอล เช่น MCU, PC, DAC, USB Audio, ฯลฯ
- ช่วยให้ สัญญาณ Data สื่อสารได้เสถียร โดยอ้างอิงกับกราวนด์ร่วม
⚠️ ข้อควรระวัง:
ในวงจรผสม (Mixed-Signal เช่น DAC หรือ Audio Interface):
- กราวนด์ USB (Digital) ต้องแยกทางไฟฟ้าหรือกรองก่อนเชื่อมต่อกับวงจร Analog Ground
- ป้องกัน สัญญาณรบกวนจาก USB วิ่งเข้าไปยังวงจรเสียงแอนะล็อก เช่น Op-Amp หรือ Output Stage
- โดยใช้:
- Isolator (เช่น ADuM4160)
- Ferrite Beads / Low-Pass Filters
- Star Grounding — เชื่อมกราวนด์ร่วมที่จุดเดียว (Common Ground Point)
🔍 ตัวอย่างใช้งาน:
- ซาวด์การ์ด USB → USB GND = Digital Ground
- DAC ที่รับ USB input → USB GND = Digital Ground, ต้องมี isolation ก่อนเข้าสู่วงจรแอนะล็อก
- USB Power Bank → GND ก็ถือเป็น Digital Ground เช่นกัน
