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科普:电阻的5大用法

电阻的特点: 电阻,顾名思义就是“阻挡电能”。让电压别太高、电流别太大、把截下来的电能转化成热能。 作为硬件工程师,跟电阻打交道,绝对比跟女票打交道还要多。一块电路...


电阻的特点:
电阻,顾名思义就是“阻挡电能”。让电压别太高、电流别太大、把截下来的电能转化成热能。
作为硬件工程师,跟电阻打交道,绝对比跟女票打交道还要多。一块电路板上,得有三分之一是电阻。
电阻的分类、特点、参数这些,请见我们前面发的文章:电阻的核心参数-2

科普:电阻的5大用法


电阻的5大作用:

1、限制电流:

科普:电阻的5大用法


限流电阻的意义,在于限制线路上的最大电流。用在LED灯驱动上,平时可以通过分压来控制LED灯的电流和亮度,在LED灯破坏的时候,也能够限制线路上的最大电流,确保不会把电源给短路了。
例如上图右边,即使LED灯短路了,线路电流最大也就20mA。
电阻如果通过的电流过大,烧毁了,结果是“断路”。就像家里的白炽灯烧掉之后,里面的灯丝是断掉的一样。电阻在数字电路规划中,能够起到一定的线路保险丝的作用。
2、电压采样:

    升压电路反馈采样

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    串联LED升压电路,运用5.1Ω电阻采样,使反馈脚稳定在200mV。每个升压电路都有电压反馈的引脚,有些是把采样电阻集成在升压芯片内部。本图这颗芯片,可以通过电阻调节输出电流,因此把电阻放在外面了。

      充电电流采样

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      通过电阻分压,来计算充电电流的大小。2个ADC检测到电阻两端的电压,电压差=电阻电流x电阻阻值。
      这种方式精度不高,适合几百mA级别的大电流测量,不合适非常小的电流的测量。如果要测量大电流,一定要选择更小的、功率更大的电阻。小电阻是为了减小电压损耗,大尺寸电阻是为了增大电阻耐受的热功率,使之不会被烧坏。
      3、上拉下拉

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      通过电阻,对数据线进行上拉,可以提升数据线的驱动电流,提升抗干扰能力。
      对开关脚进行上拉或者下拉,是要给开关一个默认状态。尤其是电源的开关、声光电类的开关,必须要有一个上下拉电阻,使这些设备在没有被控制的时候是关闭的状态。如果电源默认没有被关闭,很容易导致上电漏电,或反灌导致系统工作异常。
      4、降低干扰

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      数据线串联电阻,

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      数字电路的毛刺(示意图,真实没这么大)


      数字信号都是方波,方波会有过冲,有毛刺,有高频辐射。为了减少高速信号线的高频信号辐射出去,或者被外面来的信号给干扰了,最简单的办法就是串联电阻。能够过滤一部分高频信号的能量。
      如果电阻的效果不够好,还可以换成磁珠或者电感。都是一样的尺寸大小的。
      5、兼容规划

        元器件兼容规划:预留电阻,以备更换成磁珠

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        同样,电源上预留一个0Ω电阻,也是为了以后一旦出现电源纹波过大或者辐射干扰等bug,可以把电阻换成磁珠来减小干扰。
        0Ω电阻广泛的使用于“预留”位置。之所以不直接运用磁珠或电感,是因为电阻远比磁珠和电感便宜。预留了位置,没出问题就用便宜的电阻,出了问题就换成贵的磁珠无需修改电路板,省时省力省成本。

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          线路兼容规划,两组线路,可以任意选择。
          兼容规划也广泛使用于各种电源和信号线的选择。有时候某些规划方式没有得到充足的验证就需要用在电路上,此时应当做好兼容规划,如果一套方案不行还能够快速换成另外一套方案。
          做兼容规划的核心原因,是硬件电路板的制作需要一定的周期和费用,像8层盲埋孔PCB,打样一次的周期要十来天,制板备料贴片的费用动辄就要上万块。
          所以要在一块电路板上多考虑一些情况,多预留,做好备手。

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