电阻基础知识和应用

一、基本概念

电阻:是某种材料所固有的,在一定程度上阻碍电流通过,并将所消耗的电能转化为热能的一种物理性质。

电阻器:在电路中起电阻性能的电子元件。

电阻值:衡量某种该材料物体电阻性能大小的一个物理量。

电阻单位:欧姆。

定律:欧姆定律。

欧姆定律的基本公式是I=U/R,是指在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比

常见换算:1TΩ=1000 GΩ; 1GΩ=1000 MΩ;1MΩ=1000;1KΩ=1000Ω;1Ω=1000mΩ;1 mΩ=1000uΩ;1uΩ=1000nΩ;1nΩ=1000pΩ;

按敏感特性区分:热敏电阻,压敏电阻,光敏电阻,湿敏电阻,磁敏电阻,气敏电阻,力敏电阻

识别电阻标识:例:“223”表示22000Ω,即22KΩ±5%  “102”表示1000Ω,即1KΩ ±5%

色环含义:前面依次是有效数字,最后一环是允许误差,最后前一环为乘数。当电阻为四环时,前两位为有效数字, 第三位为乘方数,第四位为偏差。当电阻为五环时,前三位为有效数字, 第四位为乘方数, 第五位为偏差,如下图所示

分压电路实际上是电阻的串联电路,如图所示,它有以下几个特点:

①通过各电阻的电流是同一电流,即各电阻中的电流相等、I = I1 = I2 = I3;

②,在串联电路中,电阻大的导体,它两端的电压也 大,电压的分配与导体的电阻成正比,因此,导体串联具有分压作用。,总电压等于各电阻上的电压降之和,,即V= V1 + V2 + V3;

③总电阻等于各电阻之和,即R=R1 +R2+R3:分流电路分流电路实际上是电阻器的并联电路,如图所示。

它有以下几点特点:

①各支路的电压等于总电压;

②总电流等于各支路电流之和,即I = I1 + I2 + I3;③总电阻的倒数等于各支路倒数之和,即1/R =1/R1 + 1/R2 + 1/R3常见仪器仪表应用就是惠斯通电桥,具体原理不做赘述。

上拉电阻的作用:

1、当 TTL 电路驱动 COMS 电路时,如果 TTL 电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为 3.5V),这时就需要在 TTL 的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻,才能使用。

3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在 COMS 芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,来提供泄荷的通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。

上拉电阻阻值的选择原则包括:

1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。

2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。

3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓

下拉电阻同理

在一块电路板中,电阻数量庞大,功能繁多,高速电路的端口都会加上阻抗匹配,让信号更加平稳的通过

常见的阻抗匹配:USB阻抗90欧姆,差分阻抗100欧姆,单端50欧姆,常规视频端口的阻抗为75欧姆,PCIE3.0以下阻抗匹配100欧姆,PCIE3.0以上85欧姆等等。(相关接口讲解会在下面的章节中体现。)

个人经验:

1.一般电路设计中,要多预留0殴电阻,方便调试,避免多次打板,小心领导敲你

2.信号线中预留限流电阻,让信号更加平稳

根据相关需求来确定限流电阻大小范围,不能过大也不能过小,不要凭老司机经验进行设计,多参考datasheet。

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