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，廣泛運用在各種電路中，通常我們也認為電阻是用法最簡單的一種電子元器件，除了功率外，沒有過多的講究。如果今天我說就這個小小的電阻，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，對于普通工程師，只要能通過流過電阻的電流選擇合適的功率，就可算做合格，如果能考慮到瞬時功率，就可以算做不錯的工程師。但要能真正正確使用電阻，只有做到這兩點還不夠，看了下面的文字您就會明白，原來用電阻還有這么多講究。注：后面內(nèi)容是我個人對一些實際應(yīng)用做出的理解，不一定完全正確，只做參考

2、。先看一個簡單的電路圖，是通過采樣電阻 R1和R2對流過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 LED燈的電流恒定。這個電路圖有一個讓人納悶的地方，為什么采樣電阻要用兩個？兩個3.9歐的電阻，好像用一個2歐的電阻也沒什么問題??？就算是電流比較大，我們可以選用更大功率的電阻來解 決，裝一個電阻比裝兩個電阻要簡單方便，這樣的電路著實讓人有點迷糊。以我個人的理解，這種電路形式有以下優(yōu)點：.多個電阻更利于散熱，兩個 1W的2歐電阻并聯(lián)使用和一個 2W的1歐電阻單獨使用， 流過同樣的電流，大多數(shù)時候兩個電阻并聯(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、會明顯下降，這樣兩個電阻并聯(lián)的電路效果會更好。.多個電阻可以通過電阻的組合得出更理想的電阻值，比如實際應(yīng)用中1.95歐電阻比2歐電阻更合適，如果想直接買一個 1.95歐的電阻肯定沒有兩個 3.9歐的電阻方便，因為 3.9 歐是標(biāo)準(zhǔn)阻值，而 1.95歐不是。再看一個 電源類產(chǎn)品中常見的電路，這個電路就更加古怪”，圖中是R4和R5串聯(lián)、R6和R7串聯(lián)、R8和R9串聯(lián)。這個電路中R4和R5的阻值之和通常為 1M1.5M ,也就是說只要這兩個電阻的阻值和在這 個范圍內(nèi)都可以接受，對電路功能沒有明顯影響。于是這里就引出一個疑問，為什么這里要用兩個電阻串聯(lián)呢？如果是功率原因，就算是 230V的交流，一個1

4、M的電阻承受的功率會符合此公式：P=(230*1.414)*(230*1.414)/1000000=0.105625W,只要選用一個 1/8 的電阻就夠用了，用功率來解釋說不通。這種電路涉及到電阻兩個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，還有兩個重要參數(shù)是最大耐壓值和最大工作電壓，比如常見的1/4W插件電阻，通常最大耐壓值是 500V、最大工作電壓為 250V。再來看上面的電路，如果我們把R4和R5合并成一個1/4W 1M的插件電路，功率上講是沒有問題的，但是230V交流通過整流橋后可以產(chǎn)生最高325V的直流電壓，這樣就會讓這個電阻長時間工作在 300V

5、左右的電壓下，時間一長，就會損壞這個電阻，但如果是用兩個 510K的電阻串聯(lián)，每個電阻只分到大約150V的電壓，就可以保證電路長時間穩(wěn)定工作。電感、磁珠和0歐姆電阻的區(qū)別電感是儲能元件，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50MHz0對電感而言，它的感抗是和頻率成正比的。 這可 以由公式：XL = 2 TtfL來說明，其中XL是感抗（單位是 Q）。例如：一個 理想的10mH電感，在10 kHz時，感抗是628Q;在100 MHz時，增力口至U 6.2MQ 因此在100MHz時，此電感可以視為開路（open circuit）。在100MHz時，若 讓一個

6、訊號通過此電感，將會造成此訊號品質(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最小。磁珠通常只 適用于高頻電 路，因為在低頻時，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），因此會造成線路上的些微損失。而在高頻時，它基本上只具 有抗性分量（j coD ,并且抗性分量會隨著頻率上升而增加。象一些 RF電路, PLL,振蕩電路，含超高頻存儲器電路（DDR,SDRAM,RAMBUS等）都需要在電 源輸入部分加磁珠。實際上，磁珠是射頻能量的高頻衰減器。其實，可以將磁珠 視為一個電阻并聯(lián)一

7、個電感。在低頻時，電阻被電感短路，電流流往電感;在高頻時，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)成電阻來解釋，而不是電感。0歐電阻的作用如下：1,在電路中沒有任何功能，只是在 PCB上為了調(diào)試方便或兼容設(shè)計等原因。2,可以做跳線用，如果某段線路不用，直接補貼該電阻即可（不影響外觀）3,在匹配電路參數(shù)不確定的時候，以 0ohm代替，實際調(diào)試的時候，確定參數(shù)， 再以具體數(shù)值的元件代替。4,想測某部分電路的耗電流的時候，可以去掉 0ohm電阻，接上電流表，這樣方 便測耗電流。5,在布線

8、時，如果實在布不過去了，也可以加一個0ohm的電阻（感覺應(yīng)該是用直插 的，不應(yīng)該是表貼的luther.gliethttp）6,在高頻信號下，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問題。（如地與地，電源和IC Pin問）7,單點接地（指保護接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開，各自成為獨立系統(tǒng)。）8,熔絲作用電感模擬地和數(shù)字地單點接地只要是地，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。雖然有些板子沒有接大地，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 題：1、用磁珠連接；磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器， 只對某個頻點的噪聲有顯 著抑制作用，使用時需要預(yù)先估計噪點頻率，以便選用適當(dāng)型號。對于頻率不確 定或無法預(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）, 這點比磁珠強。跨接時用于電流回路當(dāng)分割電地平面后，造成信號最短回流路徑斷裂，此時，信號回路不得不繞道，形成很大的環(huán)路面積，電場和磁場的影響就變強了，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)跳線和撥碼開關(guān)。有時用戶會亂動設(shè)置，易引起誤會，為 了減少維護費用，應(yīng)用0歐電阻代替跳線等焊在板子上?？罩锰€在高頻時相 當(dāng)于天線，用貼片電阻效果好。其他用途：A、布線時跨線B、調(diào)試/測試用C、臨時取代其他貼片器件D、作為溫度補償器件更多時候是出于 EMC對策的需要。另外，0歐姆電阻比過孔的寄生電感小，而且過孔還會影響地平面（因為要挖孔）。在設(shè)計電子線路時，比較多考慮的是產(chǎn)品的實際性能， 而不會太多考慮產(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，在實際PCB設(shè)計中可采用以下電路措施：(1)為每個集成電路設(shè)一個高頻去耦電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容。(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能電容。使用管狀電容時，外殼要接地。(3)對進入印制板的信號要加濾波，從高噪聲區(qū)到低噪聲區(qū)的信號也要加濾波，同時用串終 端電阻的辦法，減小信號反射。(4) MCU無用端要通過相應(yīng)的匹配