電阻的巧妙用法

1、小小的電阻，您真的吃透了它的用法嗎電阻作為一種最基本電子元器件，廣泛運(yùn)用在各種電路中，通常我們也認(rèn)為電阻是用法最簡(jiǎn)單的一種電子元器件，除了功率外，沒(méi)有過(guò)多的講究。如果今天我說(shuō)就這個(gè)小小的電阻，許多資深電子工程師都不一定真正懂得如何用，您相信嗎？在選用電阻的時(shí)候，如果避除高頻電路的特殊應(yīng)用，一般我們只考慮電阻的功率，對(duì)于普通工程師，只要能通過(guò)流過(guò)電阻的電流選擇合適的功率，就可算做合格，如果能考慮到瞬時(shí)功率，就可以算做不錯(cuò)的工程師。但要能真正正確使用電阻，只有做到這兩點(diǎn)還不夠，看了下面的文字您就會(huì)明白，原來(lái)用電阻還有這么多講究。注：后面內(nèi)容是我個(gè)人對(duì)一些實(shí)際應(yīng)用做出的理解，不一定完全正確，只做參考

2、。先看一個(gè)簡(jiǎn)單的電路圖，是通過(guò)采樣電阻 R1和R2對(duì)流過(guò)LED燈的電流采樣，然后調(diào)整PWM 輸出，以保證不同電壓下流過(guò) LED燈的電流恒定。這個(gè)電路圖有一個(gè)讓人納悶的地方，為什么采樣電阻要用兩個(gè)？?jī)蓚€(gè)3.9歐的電阻，好像用一個(gè)2歐的電阻也沒(méi)什么問(wèn)題?。烤退闶请娏鞅容^大，我們可以選用更大功率的電阻來(lái)解 決，裝一個(gè)電阻比裝兩個(gè)電阻要簡(jiǎn)單方便，這樣的電路著實(shí)讓人有點(diǎn)迷糊。以我個(gè)人的理解，這種電路形式有以下優(yōu)點(diǎn)：.多個(gè)電阻更利于散熱，兩個(gè) 1W的2歐電阻并聯(lián)使用和一個(gè) 2W的1歐電阻單獨(dú)使用， 流過(guò)同樣的電流，大多數(shù)時(shí)候兩個(gè)電阻并聯(lián)使用溫升要小，電阻在溫度高（比如高于70攝氏度）的條件下可以承受的功率

3、會(huì)明顯下降，這樣兩個(gè)電阻并聯(lián)的電路效果會(huì)更好。.多個(gè)電阻可以通過(guò)電阻的組合得出更理想的電阻值，比如實(shí)際應(yīng)用中1.95歐電阻比2歐電阻更合適，如果想直接買一個(gè) 1.95歐的電阻肯定沒(méi)有兩個(gè) 3.9歐的電阻方便，因?yàn)?3.9 歐是標(biāo)準(zhǔn)阻值，而 1.95歐不是。再看一個(gè) 電源類產(chǎn)品中常見(jiàn)的電路，這個(gè)電路就更加古怪”，圖中是R4和R5串聯(lián)、R6和R7串聯(lián)、R8和R9串聯(lián)。這個(gè)電路中R4和R5的阻值之和通常為 1M1.5M ,也就是說(shuō)只要這兩個(gè)電阻的阻值和在這 個(gè)范圍內(nèi)都可以接受，對(duì)電路功能沒(méi)有明顯影響。于是這里就引出一個(gè)疑問(wèn)，為什么這里要用兩個(gè)電阻串聯(lián)呢？如果是功率原因，就算是 230V的交流，一個(gè)1

4、M的電阻承受的功率會(huì)符合此公式：P=(230*1.414)*(230*1.414)/1000000=0.105625W,只要選用一個(gè) 1/8 的電阻就夠用了，用功率來(lái)解釋說(shuō)不通。這種電路涉及到電阻兩個(gè)容易被大家忽略的參數(shù)最大耐壓值”和 最大工作電壓”，電阻除了阻值、額定功率外，還有兩個(gè)重要參數(shù)是最大耐壓值和最大工作電壓，比如常見(jiàn)的1/4W插件電阻，通常最大耐壓值是 500V、最大工作電壓為 250V。再來(lái)看上面的電路，如果我們把R4和R5合并成一個(gè)1/4W 1M的插件電路，功率上講是沒(méi)有問(wèn)題的，但是230V交流通過(guò)整流橋后可以產(chǎn)生最高325V的直流電壓，這樣就會(huì)讓這個(gè)電阻長(zhǎng)時(shí)間工作在 300V

5、左右的電壓下，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)損壞這個(gè)電阻，但如果是用兩個(gè) 510K的電阻串聯(lián)，每個(gè)電阻只分到大約150V的電壓，就可以保證電路長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。電感、磁珠和0歐姆電阻的區(qū)別電感是儲(chǔ)能元件，多用于電源濾波回路、LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等， 其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)50MHz0對(duì)電感而言，它的感抗是和頻率成正比的。 這可 以由公式：XL = 2 TtfL來(lái)說(shuō)明，其中XL是感抗（單位是 Q）。例如：一個(gè) 理想的10mH電感，在10 kHz時(shí)，感抗是628Q;在100 MHz時(shí)，增力口至U 6.2MQ 因此在100MHz時(shí)，此電感可以視為開(kāi)路（open circuit）。在100MHz時(shí)，若 讓一個(gè)

6、訊號(hào)通過(guò)此電感，將會(huì)造成此訊號(hào)品質(zhì)的下降。磁珠（ferrite bead ）的材料是鐵鎂或鐵鍥合金，這些材料具有有很高的電阻率 和磁導(dǎo)率，在高頻率和高阻抗下，電感內(nèi)線圈之間的電容值會(huì)最小。磁珠通常只 適用于高頻電 路，因?yàn)樵诘皖l時(shí)，它們基本上是保有電感的完整特性（包含有 電阻和抗性分量），因此會(huì)造成線路上的些微損失。而在高頻時(shí)，它基本上只具 有抗性分量（j coD ,并且抗性分量會(huì)隨著頻率上升而增加。象一些 RF電路, PLL,振蕩電路，含超高頻存儲(chǔ)器電路（DDR,SDRAM,RAMBUS等）都需要在電 源輸入部分加磁珠。實(shí)際上，磁珠是射頻能量的高頻衰減器。其實(shí)，可以將磁珠 視為一個(gè)電阻并聯(lián)一

7、個(gè)電感。在低頻時(shí)，電阻被電感短路，電流流往電感;在高頻時(shí)，電感的高感抗迫使電流流向電阻。本質(zhì)上，磁珠是一種耗散裝置（dissipative device ），它會(huì)將高頻能量轉(zhuǎn)換成熱能。因此，在效能上，它只 能被當(dāng)成電阻來(lái)解釋，而不是電感。0歐電阻的作用如下：1,在電路中沒(méi)有任何功能，只是在 PCB上為了調(diào)試方便或兼容設(shè)計(jì)等原因。2,可以做跳線用，如果某段線路不用，直接補(bǔ)貼該電阻即可（不影響外觀）3,在匹配電路參數(shù)不確定的時(shí)候，以 0ohm代替，實(shí)際調(diào)試的時(shí)候，確定參數(shù)， 再以具體數(shù)值的元件代替。4,想測(cè)某部分電路的耗電流的時(shí)候，可以去掉 0ohm電阻，接上電流表，這樣方 便測(cè)耗電流。5,在布線

8、時(shí)，如果實(shí)在布不過(guò)去了，也可以加一個(gè)0ohm的電阻（感覺(jué)應(yīng)該是用直插 的，不應(yīng)該是表貼的luther.gliethttp）6,在高頻信號(hào)下，充當(dāng)電感或電容。（與外部電路特性有關(guān)）電感用，主要 是解決EMC問(wèn)題。（如地與地，電源和IC Pin問(wèn)）7,單點(diǎn)接地（指保護(hù)接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開(kāi)，各自成為獨(dú)立系統(tǒng)。）8,熔絲作用電感模擬地和數(shù)字地單點(diǎn)接地只要是地，最終都要接到一起，然后入大地。如果不接在一起就是 “浮地，存 在壓差，容易積累電荷，造成靜電。地是參考 0電位，所有電壓都是參考地得出的，地 的標(biāo)準(zhǔn)要一致，故各種地應(yīng)短接在一起。人們認(rèn)為大地能夠吸收所有電荷，始終維持穩(wěn)定，是最

9、終的地考點(diǎn)。雖然有些板子沒(méi)有接大地，但發(fā)電廠是接大地的，板子 上的電源最終還是會(huì)返回發(fā)電廠入地。如果把模擬地和數(shù)字地 大面積直接相連，會(huì)導(dǎo)致互相干擾。不短接又不妥，理由如上有四種方法解決此問(wèn) 題：1、用磁珠連接；磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器， 只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯 著抑制作用，使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確 定或無(wú)法預(yù)知的情況，磁珠不合。2、用電容連接； 電容隔直通交，易造成浮地。3、用電感連接； 電感體積大，雜散參數(shù)多，不穩(wěn)定。4、用0歐姆電阻連接；0歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán) 路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用（0歐電阻也

10、有阻抗）, 這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)?？缃訒r(shí)用于電流回路當(dāng)分割電地平面后，造成信號(hào)最短回流路徑斷裂，此時(shí)，信號(hào)回路不得不繞道，形成很大的環(huán)路面積，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響就變強(qiáng)了，容易干擾 /被干擾。在分割 區(qū)上跨接0歐電阻，可以提供較短的回流路徑，減小干擾。配置電路一般，產(chǎn)品上不要出現(xiàn)跳線和撥碼開(kāi)關(guān)。有時(shí)用戶會(huì)亂動(dòng)設(shè)置，易引起誤會(huì)，為 了減少維護(hù)費(fèi)用，應(yīng)用0歐電阻代替跳線等焊在板子上?？罩锰€在高頻時(shí)相 當(dāng)于天線，用貼片電阻效果好。其他用途：A、布線時(shí)跨線B、調(diào)試/測(cè)試用C、臨時(shí)取代其他貼片器件D、作為溫度補(bǔ)償器件更多時(shí)候是出于 EMC對(duì)策的需要。另外，0歐姆電阻比過(guò)孔的寄生電感小，而且過(guò)孔還會(huì)影響地平面（因?yàn)橐诳祝?。在設(shè)計(jì)電子線路時(shí)，比較多考慮的是產(chǎn)品的實(shí)際性能， 而不會(huì)太多考慮產(chǎn)品的電磁兼容特性和電磁騷擾的抑制及電磁抗干擾特性，在實(shí)際PCB設(shè)計(jì)中可采用以下電路措施：(1)為每個(gè)集成電路設(shè)一個(gè)高頻去耦電容。每個(gè)電解電容邊上都要加一個(gè)小的高頻旁路電容。(2)用大容量的鋰電容或聚酯電容而不用電解電容作電路板上的充放電儲(chǔ)能電容。使用管狀電容時(shí)，外殼要接地。(3)對(duì)進(jìn)入印制板的信號(hào)要加濾波，從高噪聲區(qū)到低噪聲區(qū)的信號(hào)也要加濾波，同時(shí)用串終 端電阻的辦法，減小信號(hào)反射。(4) MCU無(wú)用端要通過(guò)相應(yīng)的匹配