电阻的五种应用:让你的电路设计更简单而高效
0 2023-12-06


一、零欧电阻

在电子电路设计时经常用到的一种元件就是电阻,我们都知道电阻在电路中起到分压限流的作用。然而,实际使用时会用到一种特殊的电阻:零欧电阻,故名思议,零欧电阻的电阻值是零。对于初学者可能会有一个疑问:既然阻值是零,那么和一根导线有什么区别?为什么不直接连起来?其实,零欧电阻和直接用导线连接还是有区别的,而且零欧电阻在电路设计中还有很多巧妙的用处。
(1)调试与兼容我们在设计PCB板时需要尽可能多地考虑到兼容性的问题,因为一块电路板做好后经过物理印刷覆铜处理后就是一个物理上固定的。如果在设计时没有充分考虑兼容性的问题,那么在电路板调试阶段会给工程师带来很多不便。(2)方便布线在PCB布局布线阶段,有时候会碰到布线总是走不通的情况,尤其是在电路板面积小,连线多,层数少的时候。如果遇到某一根连线需要绕很大一圈才能连通,这时,可以考虑一下是否通过连接一个零欧电阻就可以轻松跳过面前的导线而非绕一大圈线路。(3)预留电阻位置假如在电路设计阶段,某个位置不确定需要接上多大阻值的电阻,此时,可以在该位置上留出电阻的焊接位置,并焊上零欧电阻。在实际电路调试时可以方便的更改不同阻值的电阻,调试完确定阻值参数后再接上合适的电阻。(4)方便测试电流设计完电路系统后,通常需要测试整个电路运行时的功耗是多少。常规的做法是通过测试电流然后利用电流计算功耗,而测试电流的方法通常是把电流表串进电路中测量。此时,如果在需要测量电流的地方放置一个零欧电阻,当需要测量时就把电阻去掉,把电流表接上。正常工作时,直接焊上零欧电阻即可。(5)噪声抑制由于零欧电阻本身的特性,能够有效抑制环路电流,从而使噪声得到抑制。实际上零欧电阻不是真的是没有阻抗。所以,零欧电阻在所有频带上其实都起到衰减的作用。(6)安全保护很多电路板上经常可以看到有很多插针,需要用跳线帽端接。或者利用拨码开关控制电路是否闭合。这两种方法虽然在调试阶段会比较方便,但是,在做成产品时最好尽量少用。由于在高频电路中,空置的插针相当于天线,很容易使信号受到干扰。另外,拨码开关很容被不知情的人拨乱,导致电路系统出错。所以,出于安全方面的考虑,最好使用零欧电阻代替插针和拨码开关。既可以避免误操作,又能够降低维护成本。(7)地线隔离在嵌入式电路设计当中,电源或者模拟信号的地叫模拟地(AGND),单片机的地叫数字的地(GND)。AGND和GND在电路上通常是要分开的,避免模拟信号干扰到单片机,导致单片机重启或干扰。所以,设计电路时会让电路上的AGND和GND先经过零欧电阻再连接在一起可以起到一定的隔离作用。这种接法也叫单点接地。


二、上、下拉电阻

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,电阻同时起限流作用,下拉同理。上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流。强弱只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分。对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。(1)作用(a)确定电平有些应用场合不希望出现高阻状态,可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态,避免使用中误触发,具体视设计要求而定。(b)上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。(c)减弱外部信号对总线或者控制线产生的干扰。(d)电平转换,常用在TTL-CMOS简单和单向的信号中。(e)为OC和OD门提供电流,能够输出电平“1”状态。(2)上、下电阻选择(a)通过驱动能力和功耗之间进行平衡。(b)下级电路的驱动需求。(c)高低电平的设定。(d)频率特性。一般情况下,电阻的最小值是要满足输出端的要求,最大值是要满足输入端的要求的。(3)吸电流、拉电流和灌电流的概念拉电流:拉即泄,主动输出电流,是从输出口输出电流(下拉电阻)。灌电流:灌即充,被动输入电流,是从输出端口流入吸电流(上拉电阻)。吸电流:则是主动吸入电流,是从输入端口流入的电流。而灌电流是输出口本来是输出电流的,但是被外界强行输入了电流。


三、限流电阻

限流电阻,从字面意思就可以知道是限制电流大小,当然看的角度不同也可以叫分压电阻。我们在实际电路中,如下图所示的LED电路中的R就是LED的限流电阻,如果没有这个电阻,LED需要3V电压,那么如果VCC为3V,那么LED灯可以正常工作,那么如果VCC为5V时,LED灯就有可能会被怎么损坏。那么想要这个3V的LED灯工作在5V下,我们就要引入限流电阻或叫分压电阻。而这个电阻R取多大,可能有些人学了几年的电子专业都不知道怎么得到这个值,只能通过尝试来取值。其实,这个取值就是根据欧姆定律得到,首先我们知道了这个LED灯的额定电压是3V,但是LED灯想点亮还需要一定的电流,这种参数就可以根据LED的datasheet得到,这里假设需要10mA的电流,那么我们就可以求出电阻R的值了。LED电路


四、反馈电阻

在可调开关电源中,输出电压是通过反馈电阻分压得到的,在产品电路设计的时候,这里的电阻是建议用高精度的电阻,至少是1%精度以上,要不然会导致批量生产的产品输出电压偏差太大而导致不好管控以及其他品质问题。但是有时候想要的电压会发现计算出来的电阻值在所有E系列都没有,这种只能取临近的值。但是我们想要高精度输出这个值,那么可以按照下图来设计。电源反馈电路


五、电压、电流采样

一般我们选择采样的电阻要高精度的,热稳定性好的电阻。如果需要采样的那条支路电流很大,那么就要对它的功率进行考虑,但是功率越大,体积一般就会越大。所以我们在大电流场合使用可以选择多个小功率电阻并联来使用。


声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 对话周祖成教授 - 清华大学与西门子EDA的合作之旅


  • 相关技术文库
  • 硬件
  • 原理图
  • 信号完整性
  • EMI
下载排行榜
更多
评测报告
更多
广告