電阻的特點(diǎn):
電阻,顧名思義就是“阻擋電能”。讓電壓別太高、電流別太大、把截下來的電能轉(zhuǎn)化成熱能。
作為硬件工程師,跟電阻打交道,絕對(duì)比跟女票打交道還要多。一塊電路板上,得有三分之一是電阻。
電阻的分類、特點(diǎn)、參數(shù)這些,請(qǐng)見我們前面發(fā)的文章:電阻的核心參數(shù)-2
電阻的5大作用:
1、限制電流:
限流電阻的意義,在于 限制線路上的最大電流 。用在LED燈驅(qū)動(dòng)上,平時(shí)可以通過分壓來控制LED燈的電流和亮度,在LED燈破壞的時(shí)候,也能夠限制線路上的最大電流,確保不會(huì)把電源給短路了。
例如上圖右邊,即使LED燈短路了,線路電流最大也就20mA。
電阻如果通過的電流過大,燒毀了,結(jié)果是“斷路”。就像家里的白熾燈燒掉之后,里面的燈絲是斷掉的一樣。電阻在數(shù)字電路規(guī)劃中,能夠起到一定的線路保險(xiǎn)絲的作用。
2、電壓采樣:
升壓電路反饋采樣
串聯(lián)LED升壓電路,運(yùn)用5.1Ω電阻采樣,使反饋腳穩(wěn)定在200mV。每個(gè)升壓電路都有電壓反饋的引腳,有些是把采樣電阻集成在升壓芯片內(nèi)部。本圖這顆芯片,可以通過電阻調(diào)節(jié)輸出電流,因此把電阻放在外面了。
充電電流采樣
通過電阻分壓,來計(jì)算充電電流的大小。2個(gè)ADC檢測(cè)到電阻兩端的電壓, 電壓差=電阻電流x電阻阻值 。
這種方式精度不高,適合幾百mA級(jí)別的大電流測(cè)量,不合適非常小的電流的測(cè)量。如果要測(cè)量大電流,一定要選擇更小的、功率更大的電阻。小電阻是為了減小電壓損耗,大尺寸電阻是為了增大電阻耐受的熱功率,使之不會(huì)被燒壞。
3、上拉下拉
通過電阻,對(duì)數(shù)據(jù)線進(jìn)行上拉,可以 提升數(shù)據(jù)線的驅(qū)動(dòng)電流 ,提升抗干擾能力。
對(duì)開關(guān)腳進(jìn)行上拉或者下拉,是要 給開關(guān)一個(gè)默認(rèn)狀態(tài) 。尤其是電源的開關(guān)、聲光電類的開關(guān),必須要有一個(gè)上下拉電阻,使這些設(shè)備在沒有被控制的時(shí)候是關(guān)閉的狀態(tài)。如果電源默認(rèn)沒有被關(guān)閉,很容易導(dǎo)致上電漏電,或反灌導(dǎo)致系統(tǒng)工作異常。
4、降低干擾
數(shù)據(jù)線串聯(lián)電阻,
數(shù)字電路的毛刺(示意圖,真實(shí)沒這么大)
數(shù)字信號(hào)都是方波,方波會(huì)有過沖,有毛刺,有高頻輻射。為了減少高速信號(hào)線的高頻信號(hào)輻射出去,或者被外面來的信號(hào)給干擾了,最簡單的辦法就是 串聯(lián)電阻。能夠過濾一部分高頻信號(hào)的能量 。
如果電阻的效果不夠好,還可以換成磁珠或者電感。都是一樣的尺寸大小的。
5、兼容規(guī)劃
元器件兼容規(guī)劃:預(yù)留電阻,以備更換成磁珠
同樣,電源上預(yù)留一個(gè)0Ω電阻,也是為了以后一旦出現(xiàn)電源紋波過大或者輻射干擾等bug,可以把電阻換成磁珠來減小干擾。
0Ω電阻廣泛的使用于“預(yù)留”位置。之所以不直接運(yùn)用磁珠或電感,是因?yàn)殡娮柽h(yuǎn)比磁珠和電感便宜。預(yù)留了位置,沒出問題就用便宜的電阻,出了問題就換成貴的磁珠無需修改電路板,省時(shí)省力省成本。
線路兼容規(guī)劃,兩組線路,可以任意選擇。
兼容規(guī)劃也廣泛使用于各種電源和信號(hào)線的選擇。有時(shí)候某些規(guī)劃方式?jīng)]有得到充足的驗(yàn)證就需要用在電路上,此時(shí)應(yīng)當(dāng)做好兼容規(guī)劃,如果一套方案不行還能夠快速換成另外一套方案。
做兼容規(guī)劃的核心原因,是硬件電路板的制作需要一定的周期和費(fèi)用 ,像8層盲埋孔PCB,打樣一次的周期要十來天,制板備料貼片的費(fèi)用動(dòng)輒就要上萬塊。
所以要在一塊電路板上多考慮一些情況,多預(yù)留,做好備手。
審核編輯:湯梓紅
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