GNDのはなし

GNDとは
電気的に最も低い（安定した）電位を持つ場所。電圧を加える場合に基準となる電位。
しばしば大地（「アースをとる」と呼ぶ）や筐体の電位（シャーシ）を指す。
電流を流した場合電流の戻り道（リターン線）を呼ぶ場合もある。
ハード的には
単電源の場合はプラス電源を使っている場合は、マイナス側をさします。
ICなどでは電源端子を Vcc グランドを GND または Vee ( トランジスターのemitterからきたか？）としているばあいもあるし、最近の CMOS IC では電源側を Vdd ( FET の Drain )、グランド側を Vss( FETのSource )と呼んでいる。
プラスマイナス両電源の場合はプラス電源とマイナス電源の中間の 0V電位として GNDとして使われるが、この場合扱う信号の信号ラインの対をなす接地側を示している。
微少な信号を扱う時に他からノイズが入らないように小信号を扱う部分をGND領域で囲ったり、多層基板の場合GND層を付近全面をGNDにして互いを連結する穴（スルーホール）を多数設けて安定させる手法が用いられている。しかしながら他の部分で大電流を使って、この小信号部分が電源と大電流消費部分との間に位置している場合などその GNDラインを流れる電流にて小信号部分のGNDが影響を受けてしまうことがある。これは VCO（電圧制御発振器）などノイズが100万分の１でも影響を受ける部分などはこれらの影響が大きく、このVCO部分を基板を物理的に切り離し、小さなケースなどを覆わないと性能が出ない場合がある。特に高周波を扱う場合GNDの処理は大きな課題となる。
かといって GNDを電源から別々に持って行ったり、小信号部分を島にして電流の影響を少なくするような基板設計をするが、しばしばそのような対策をするより全面GND+スルーホール強化の方が効くことがあるので、ノイズ対策・EMI対策・高周波パターンは難しい。
ソフト的には
信号を扱う場合ノイズが多い時にいったい今 High なのか Lowなのか判定に苦労する場合が多い。
そんなときは GND (Low)になっている場合の信号を優先して考えると判定がしやすいかと思う。それは GNDにつながっている場合インピーダンスが下がるので、ノイズが入りにくいからだ。
例えば High / Low のパルスが来る時に Highが来るのを期待するのでなく、 Lowが来ているのを確認しておき、そうでない場合に Highと判定するようにする。今 Lowとして、期待パルス幅の8分の１の周期でチェックしておき、3回中2回以上連続 Low で現在 Low、3回中2回以上 Highで High判定するなど、モーター回転パルス判別時によく用いた手法だ。