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基础电子电路元器件——电阻的作用

西西的札记 253

前言:

而今同学们对“电路里能不能不用电阻”大约比较看重,朋友们都需要知道一些“电路里能不能不用电阻”的相关文章。那么小编也在网上网罗了一些关于“电路里能不能不用电阻””的相关文章,希望同学们能喜欢,咱们快快来学习一下吧!

电阻是电路中使用最多的元器件,主要有以下几种作用:

1、分压

分压电路实际上是电阻的串联电路,在总电压不变的情况下,串联电阻使部分电压降在电阻上,从而降低电路两端的电压。

通常在芯片的IO口采电压时,由于芯片不支持过高电压采集,所以采用分压的方式采集,通过计算比例来使用。

如下图的DC/DC降压芯片电路图,它的输出电压VOUT就是由输出节点PH到反馈输入端VSENSE引脚的电阻分压设置的,即VOUT=(VSENSE/R2)*(R1+R2)。而且输出反馈端的分压电阻最好选择精度1%,电阻的精度直接决定了输出电压的精度,精度越高电压波动误差越小。

2、分流

分流电路实际上是电阻的并联电路,在总电流不变的情况下,并联电阻使部分电流分到其他电阻上,减小流过的电流,保护器件不会因电流过大而烧坏。

如下图的三极管电路图,R1就是分流电阻,电流I一部分流过电阻R1,那么流过三极管的电流就会减小,而输出的总电流并没有减小,即I=I1+I2。R1起到保护三极管的作用,避免因过大电流而损坏。

3、限流

限流电路就是将电阻串联在电路中,限制所在支路的电流大小,防止电流过大而烧坏所串联的元器件。

一般在单片机的IO口处会串一个限流电阻,用来保护单片机和外设,避免电路中出现短路等故障时大电流烧坏芯片。

如下图所示,电阻和发光二极管串联,就是电阻与二极管一起承受压降,当直接施加5V电压时,通过调节R阻值大小将实际电流限制在二极管的额定电流之内。

4、滤波

电容和电阻一起使用,构成RC滤波器,降低和滤除噪声,对某一频段的频率进行保留,将该频段以外的频率滤除,还原真实有用的信号。

如下图为RC低通滤波器, 电阻R与电容C一起构成RC延时电路。在这里,电容上的电压Uc就是输出电压Usc,其表达式如下,RC的乘积就是时间常数T:

5、上拉和下拉

上拉电阻: 将一个不确定的信号(高或低电平),通过一个电阻与电源VCC相连,固定在高电平。

下拉电阻: 将一个不确定的信号(高或低电平),通过一个电阻与地GND相连,固定在低电平。

如下图电路,如果是一个低电平中断触发电路,一般在单片机的检测口OUT端会加一个上拉电阻,使三极管的集电极C保持高电平;在控制端IN加一个下拉电阻,使三极管的基极B保持低电平,三极管维持断开状态。当输入端IN变为高电平时,三极管导通, OUT端会被拉为低电平,触发中断。

6、匹配阻抗

匹配电阻的作用是使电路稳定,达到需要的效果。阻抗匹配主要有两个作用,一是调整负载功率:在信号传输过程中匹配负载的阻抗,从而实现最大功率输出;二是抑制信号反射:通过匹配阻抗可有效减少、消除高频信号反射。

如下图所示,电路中电流I=U/(r+R),负载功率P=I*I*R,当R=r时Pmax=U*U/(4*r)

一般在设计CAN总线、485总线时会在差分信号的终端加一个120Ω的匹配电阻,以减少由特性阻抗突变造成的信号反射。

7、电能转化为内能

当电流通过电阻时,会把电能全部转化为内能,起到加热的效果。例如电饭煲、加热膜、取暖器等。

如图为加热膜,全部是电阻丝,将电能转化为热能。

8、跳线作用

一般在电路调试中使用,为了方便后期调试,在设计电路时,在引脚与芯片之间通过一个电阻连接,不用时把电阻去掉。同时在故障分析中,可以对某一路进行短路处理,方便故障分析。

0欧姆电阻的作用:

1)留个后手。万一设计疏忽,可以跳线。

2)用于选择功能模块电路。如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可。

3)可调的匹配电阻。在匹配电路参数不确定的时候,以0Ω代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。

4)功耗测量。想测某部分电路的功耗,可以去掉0Ω电阻,接上电流表,方便测耗电流。

5)在高频信号下,充当电感或电容,主要是解决EMC问题。

6)摸拟地和数字地单点接地。把数模地分开,用0Ω电阻的方便之处就是容易拆卸,拆卸下来可以换其他的器件代替以观察最终的效果进行对比,而导线不能拆卸。

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