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在电子电路设计时经常用到的一种元件就是电阻#xff0c;我们都知道电阻在电路中起到分压限流的作用。然而#xff0c;实际使用时会用到一种特殊的电阻#xff1a;零…本文引注 https://baijiahao.baidu.com/s?id1749115196647029942wfrspiderforpc 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。
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。
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。
