良许Linux教程网 干货合集 不只是阻值,模拟电路中常用电阻参数详解

不只是阻值,模拟电路中常用电阻参数详解

电阻虽然是一个常见的元件,但其中蕴含着许多不寻常的技巧。我们通常关注电阻的值、精度和功率额定,只要这三个指标合适就行。

在数字电路中,我们很少需要关注太多的细节。毕竟在数字的世界里,只有0和1,微小的影响可以忽略不计。但是在模拟电路中,当我们需要使用精准的电压源,或者进行模数转换,又或者放大微弱的信号时,电阻的微小变化就会产生巨大的影响。在处理模拟信号时,电阻就显得格外重要。接下来,我们将根据模拟电路的应用分析电阻各个参数的影响。

电阻的额定阻值通常是固定的,比如限流LED灯或对电流信号取样时,电阻的阻值基本上是固定的。但在某些情况下,我们有多种选择,比如放大电压信号。如图1所示,放大倍数与R2和R3的比例有关,而与R2和R3的具体值无关。

在选择电阻阻值时,有一些依据:

  • 电阻阻值越大,热噪声就越大,放大器的性能就越差;
  • 电阻阻值越小,工作电流越大,电流噪声也越大,放大器的性能就越差;
  • 这就是许多放大电路中电阻选择几十千欧姆的原因,如果需要使用大阻值,可以考虑使用电压跟随器或T型网络来避免这些问题。
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图1 同相放大器

电阻的精度

电阻的精度很好理解,这里不啰嗦了。电阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等。0.1%的价格大约是1%的十倍,1%的价格大约是5%的1.3倍。

一般地,精度代号A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%

电阻的额度功率

电阻的功率本来很简单,但是往往容易用得不恰当。比如2512的贴片电阻,额度功率是1W,根据电阻的规格书,温度超过70摄氏度时,电阻就要降额使用。

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2512的贴片电阻到底能用到多大的功率呢?

在常温下,如果PCB焊盘没有特殊散热处理,2512的贴片电阻功率达到0.3W时,温度就可能要超过100甚至120摄氏度了。在125摄氏度的温度下,根据温度降额曲线,2512的额度功率需降额到30%了。这种情况在任何封装的电阻都需要注意的,不要迷信标称功率,关键的位置最好再三确认避免留下隐患。

电阻的耐压值

电阻的耐压值一般比较少提,特别是新手,往往没有什么概念,以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电压,一个是由额度功率决定,要保证功率不超过额度功率,另外就是电阻的耐压值了。

虽然电阻体的功率不超过额度功率,但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障,在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。

部分封装的耐压值包括:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V,1/4W插件=250V。而且,时间应用中,电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上,不然时间一长就容易出问题了。

电阻的温度系数

电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数。这个主要由电阻的材料决定的,一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃,意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时,电阻值有可能变化了0.25%。如果是12bit的ADC,0.25%的变化也就是10个LSB了。

所以像AD620这样的运放,仅靠一个电阻调整放大倍数的,很多老工程师不会贪方便而使用,他们会使用常规电路,通过两个电阻的比例调节放大倍数,当电阻是相同类型的电阻时,温度引起的阻值变化不会带来比例的变化,电路就更稳定。在要求更高的精密仪表,会使用金属膜电阻,他们的温漂做到10至20ppm是容易的,当然也就贵点。

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总之,在仪表类的精密应用中,温度系数绝对是很重要的一个参数,电阻不精准可以在校准时调整参数,电阻随外界温度的变化是控制不了的。

电阻的结构

电阻的结构比较多,这里提下能想起来的应用。

机器的启动电阻,一般是用电阻对大容量的铝电解进行预充电,充满铝电解后闭合继电器接通电源工作。这种电阻需要耐冲击,最好使用大绕线电阻,电阻的额度功率不是很重要,但瞬时功率却很高,普通的电阻难满足要求。

高压应用,比如电容放电的电阻,实际工作电压超过500V,最好使用高压玻璃釉电阻而不是普通的水泥电阻。

尖峰吸收的应用,比如可控硅模块两端需要并联RC做吸收,做dv/dt保护,最好就实现无感绕线电阻,这样才能对尖峰有良好的吸收性能并且不容易被冲击损坏。

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作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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