グランド

システムを設計する場合、求められる機能、性能を実現するために、システムを構成する要素に細かく分割し、具体化していきます。
回路設計では、求められるシステムの機能からユニットに分割し、ユニットを構成する基板に細分化します。
この時、回路中の電圧を決めるための基準が必要になります。この基準点をグランドと言います。

回路記号

グランドを表す記号には、以下の3種類があります。

信号グランドは基板内のグランドを表します。板の回路図の中で、この記号は全て同じ電位になります。
システムを構成するユニットのケース（フレーム）のグランド電位を表します。
ユニットを構成する基板の信号GNDをフレームグランドと同じ電位にすることにより、ユニット間の信号GNDを同じ電位にすることができます。
接地は大地電位を表します。
システムを構成するユニットのフレームGNDを設置と同じ電位することで、システム全体のグランド電位を共通にすることができます。
また、人の電位は大地電位と同じなので、システムを操作中の感電を防止することができます。

設計時の注意

厳密に言うと、グランドの電位を同じにすることはできません。
配線に使われる材料は銅が一般的ですが、銅にも抵抗があります。抵抗に電流が流れると電圧降下が発生します。
基板内でも、グランドに接続している場所によって電位が異なります。
そこまで考えてしまうと設計ができなくなってしまいますので、電位差があることを考慮した上で、グランドは回路上の電圧の基準と考えることになります。