Какие бывают типы резисторов. Как выбрать резистор для конкретной задачи. Какие характеристики резисторов важно учитывать при проектировании. Где применяются различные виды резисторов в электронных устройствах.
Основные типы и характеристики резисторов
Резисторы — это базовые пассивные электронные компоненты, которые ограничивают ток в электрических цепях. Они широко используются в электронике для деления напряжения, ограничения тока, задания временных характеристик и выполнения других важных функций. Существует несколько основных типов резисторов, отличающихся конструкцией, характеристиками и областями применения:
- Постоянные резисторы (fixed resistors) — имеют фиксированное сопротивление
- Переменные резисторы (variable resistors) — позволяют регулировать сопротивление
- SMD-резисторы — для поверхностного монтажа
- Проволочные резисторы — для работы с большими мощностями
- Прецизионные резисторы — с высокой точностью сопротивления
- Шунты — для измерения больших токов
- Термисторы — с зависимостью от температуры
При выборе резистора важно учитывать такие характеристики как номинальное сопротивление, допуск (точность), максимальная рассеиваемая мощность, температурный коэффициент сопротивления, рабочее напряжение и др.
SMD-резисторы для поверхностного монтажа
SMD-резисторы (Surface Mounted Device) предназначены для поверхностного монтажа на печатные платы. Они имеют компактные размеры и широко применяются в современной электронике. Основные особенности SMD-резисторов:
- Малые габариты (от 0201 до 2512)
- Широкий диапазон номиналов (от 0 Ом до 10 МОм)
- Различная точность (от 0.1% до 5%)
- Мощность рассеивания от 0.05 Вт до 2 Вт
- Удобство автоматизированного монтажа
SMD-резисторы делятся на тонкопленочные (более точные) и толстопленочные (более дешевые). Они используются для подтяжки линий, деления напряжения, ограничения тока в большинстве современных электронных устройств.
Проволочные резисторы для высоких мощностей
Проволочные резисторы состоят из проволоки с высоким удельным сопротивлением, намотанной на керамический сердечник. Их основные преимущества:
- Высокая мощность рассеивания (до 1000 Вт)
- Способность работать при высоких температурах (до 300°C)
- Хорошая долговременная стабильность
- Низкий уровень шума
Недостатки проволочных резисторов — высокая паразитная индуктивность и более высокая стоимость по сравнению с другими типами. Они часто применяются в силовой электронике, промышленном оборудовании, системах автоматики.
Прецизионные резисторы для точных измерений
Прецизионные резисторы обладают очень высокой точностью номинального сопротивления и стабильностью характеристик. Их особенности:
- Малый допуск (до 0.005%)
- Низкий температурный коэффициент сопротивления
- Высокая долговременная стабильность
- Низкий уровень шума
Прецизионные резисторы изготавливаются из специальных сплавов или пленочных материалов. Они применяются в измерительной технике, эталонных источниках напряжения и тока, прецизионных усилителях и других устройствах, требующих высокой точности.
Шунты для измерения больших токов
Шунты представляют собой низкоомные резисторы, предназначенные для измерения больших токов. Их основные характеристики:
- Очень малое сопротивление (от долей мОм)
- Высокая мощность рассеивания
- Малая индуктивность
- Высокая точность
Шунты включаются последовательно в измеряемую цепь. Падение напряжения на шунте пропорционально протекающему току. Шунты применяются в амперметрах, системах контроля батарей, зарядных устройствах, источниках питания и другой силовой электронике.
Термисторы с температурной зависимостью
Термисторы — это резисторы, сопротивление которых сильно зависит от температуры. Различают два основных типа термисторов:
- NTC — с отрицательным температурным коэффициентом
- PTC — с положительным температурным коэффициентом
NTC-термисторы уменьшают сопротивление при нагреве, а PTC-термисторы увеличивают. Они применяются как датчики температуры, элементы температурной компенсации, ограничители пускового тока, самовосстанавливающиеся предохранители.
Подбор резисторов для конкретных применений
При выборе резистора для конкретной задачи важно учитывать следующие факторы:
- Требуемое номинальное сопротивление
- Допустимая погрешность (допуск)
- Максимальная рассеиваемая мощность
- Рабочее напряжение
- Температурный диапазон
- Стабильность параметров
- Частотные характеристики
- Габариты и тип монтажа
Для маломощных сигнальных цепей обычно подходят SMD или пленочные резисторы. В силовых цепях применяют проволочные или металлооксидные резисторы. Для прецизионных измерений выбирают высокоточные резисторы с малым ТКС.
Применение резисторов в электронных устройствах
Резисторы выполняют множество функций в электронных схемах:
- Ограничение тока в цепях питания и светодиодов
- Деление напряжения в делителях и аттенюаторах
- Задание коэффициента усиления в усилителях
- Формирование постоянной времени в RC-цепях
- Согласование импедансов в ВЧ-схемах
- Измерение тока в виде шунтов
- Температурная компенсация
- Защита от перегрузки
Правильный выбор типа и номинала резистора критически важен для корректной работы электронных устройств. Современная электроника немыслима без широкого применения различных видов резисторов.
|
Резисторы – радиоэлементы, без которых нельзя построить ни одну электрическую схему. На их долю приходится примерно половина всех монтируемых в схеме деталей. Резисторы позволяют контролировать, ограничивать и распределять ток между другими элементами. Их основной характеристикой является сопротивление, измеряемое в Ом. Обозначение резисторовГрафический знак резистора, принятый среди наших соотечественников, – прямоугольник. За рубежом его изображают в виде ломаной линии, напоминающей букву W. На схемах рядом с графическим изображением указывают буквенно-цифровую маркировку, которая включает букву R, число, которое обозначает номер элемента на схеме, значение сопротивления. Если к номеру позиции элемента добавлен значок «*», то это означает, что величина сопротивления указана приблизительно. Точное значение придется подбирать при настройке устройства. Поэтому постоянные резисторы для данной области применения не пригодны. Внутри графического символа может указываться номинальная мощность рассеивания. Виды резисторовПроизводители предлагают широчайший ассортимент резисторов, из которого нужно подобрать деталь, подходящую по конструкции, назначению и цене. Рассмотрим характеристики самых распространенных видов этих радиоэлементов. По материалу резистивного элемента различают изделия проволочные, непроволочные, металлофольговые. ПроволочныеЭто традиционная разновидность, применяемая нашими папами и дедушками. Токопроводящую проволоку с большим удельным сопротивлением изготавливают на основе сплавов из меди, никеля, марганца – манганина, константана, никелина. В ходе работы могут нагреваться. НепроволочныеВ конструкцию входят: диэлектрическое основание и покрытие, обладающее определенным сопротивлением. Такое покрытие называют резистивом, оно может быть пленочным или объемным. Пленочные бывают:
Сопротивление пленочных резисторов регулируют за счет толщины покрытия. Основные характеристики этих изделий: стабильность, точность, широкий диапазон значений сопротивления – от нескольких Ом до МОм. Классификация резисторов по принципу работыВ зависимости от области применения, используют резисторы:
Разновидности полупроводниковых резисторовВ категорию полупроводниковых резисторов входят:
Параметры, учитываемые при покупке резисторовПри покупке этих деталей учитывают:
Была ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось?  Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент. |
Как выбрать резистор
Продолжая тему грамотного выбора пассивных компонентов, рассмотрим различные типы резисторов, их достоинства и недостатки, особенности применения, а также наиболее популярные для них приложения. В каждом разделе помещены ссылки на результаты поисковых запросов для некоторых серий резисторов, которые присутствуют в каталоге компании Терраэлектроника.
Рис. 1. Резисторы
Резисторы (Рис.1) представляют собой двухвыводные компоненты, применяемые для ограничения тока, деления напряжения и формирования временных характеристик цепей. Они используются совместно с такими активными компонентами, как операционные усилители, микроконтроллеры или интегральные схемы, и выполняют различные функции, например, смещение, фильтрацию и подтяжку линий ввода-вывода. Переменные резисторы могут применяться для изменения параметров схемы. Токочувствительные резисторы используются для измерений токов в электрических цепях.
Типы резисторов
Существует несколько различных типов резисторов, отличающихся по номинальной мощности, размерам, эксплуатационным качествам и стоимости. Наиболее распространенные типы — чип-резисторы (SMD-резисторы), выводные резисторы для монтажа в отверстия, проволочные резисторы, шунты (токочувствительные резисторы) для измерения тока, термисторы и потенциометры. Ниже, для каждого типа резисторов представлены основные характеристики, наиболее подходящие приложения, а также информация о корпусных исполнениях и примеры конкретных серий.
Рис. 2. Чип-резисторы
Чип-резисторы (Рис. 2) предназначены для поверхностного монтажа. Они отличаются от выводных резисторов меньшими размерами, что делает их оптимальными для применения на печатных платах. Наиболее распространенными задачами smd-резисторов являются подтяжка портов ввода-вывода, деление напряжения, ограничение тока. Резисторы также применяются в составе высокочастотных/ низкочастотных/ полосовых фильтров. Резисторы с нулевым сопротивлением могут быть использованы в качестве джамперов для коммутации различных цепей.
Существует два типа SMD-резисторов:
- Тонкопленочные резисторы обычно используются в различных прецизионных приложениях: в аудиотехнике, медицинском или тестовом оборудовании. Они отличаются минимальным разбросом номиналов (0,1… 2%), низким температурным коэффициентом (5 ppm/C) и меньшим уровнем шума по сравнению с толстопленочными резисторами. Однако стоимость их выше.
- Толстопленочные резисторы являются наиболее распространенным типом резисторов и используются для широкого круга приложений. Они характеризуются большей погрешностью сопротивления (обычно 1 … 5%), повышенным температурным коэффициентом (50 ppm/C) и более высоким уровнем шума по сравнению с тонкопленочными резисторами. Если к резистору не предъявляется каких-либо особых требований, то обычно предпочтительным выбором становится именно толстопленочный резистор.
Корпусные исполнения: наиболее распространенными типоразмерами smd-резисторов являются 0201, 0402, 0603, 0805 и 1206. Цифры обозначают габаритные размеры в дюймовой системе, например, корпус 0402 имеет габариты 0,04х0,02″, размеры корпуса 0603 составляют 0,06х0,03″ и так далее.
Примеры:
- 0402 — серия RC0402FR производства компании Yageo с номинальной мощностью 0,063 Вт (1/16 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 МОм;
- 0603 — серия RC0603FR от Yageo с номинальной мощностью 0,1 Вт (1/10 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 МОм;
- 0805 — серия RC0805FR от Yageo с номинальной мощностью 0,125 Вт (1/8 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 Мом;
- 1206 — серия RC1206FR от Yageo с номинальной мощностью 0,25 Вт (1/4 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 МОм.
Или
- 0402 — серия CR0402 производства компании Bourns с номинальной мощностью 0,063 Вт (1/16 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
- 0603 — серия CR0603 от Bourns с номинальной мощностью 0,1 Вт (1/10 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
- 0805 — серия CR0805 от Bourns с номинальной мощностью 0,125 Вт (1/8 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
- 1206 — серия CR1206 от Bourns с номинальной мощностью 0,25 Вт (1/4 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 0,82 Ом…10 МОм.
Или
- 0402 — серия CRCW0402 производства Vishay с номинальной мощностью 0,063 Вт (1/16 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом …10 МОм;
- 0603 — серия CRCW0603 от Vishay с номинальной мощностью 0,1 Вт (1/10 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1… 15 МОм;
- 0805 — серия CRCW0805 от Vishay с номинальной мощностью 0,125 Вт (1/8 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 50 МОм;
- 1206 — серия CRCW1206 от Vishay с номинальной мощностью 0,25 Вт (1/4 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений от 1 Ом…100 МОм.
Рис. 3. Выводные резисторы для монтажа в отверстия
Резисторы с аксиальными выводами для монтажа в отверстия (Рис. 3) весьма популярны и широко используются, особенно — при создании прототипов, поскольку их легко заменять при работе с макетными платами. Как и чип-резисторы, выводные резисторы применяются для подтяжки, деления напряжения, ограничения тока и фильтрации. Существуют различные типы выводных резисторов. Наиболее популярны углеродистые пленочные и металлопленочные резисторы.
- Углеродистые пленочные резисторы имеют значительный разброс сопротивлений (2…10%). Наиболее распространенными рядами сопротивлений для них являются E12 (± 10%), E24 (± 5%) и E48 (± 2%). В большинстве приложений углеродистые пленочные резисторы были вытеснены металлопленочными. Температурный коэффициент сопротивления углеродистых пленочных резисторов (TКC) обычно имеет отрицательную величину — около -500 ppm/C, однако конкретное значение зависит от сопротивления и размера.
- Металлопленочные резисторы имеют меньший разброс сопротивлений (0,1…2%) и более высокую стабильность. Наиболее распространенными рядами сопротивлений для них являются E48 (± 2%), E96 (± 1%) и E192 (± 0,5%, ± 0,25% и ± 0,1%). Поскольку характеристики металлопленочных резисторов лучше, чем у углеродистых, то именно они используются в большинстве приложений. Температурный коэффициент металлопленочных резисторов (TC) составляет около ± 100 ppm/C, однако некоторые модели характеризуются только положительным или только отрицательным TC.
- Углеродные композитные резисторы широко использовались в электронных устройствах пятьдесят лет назад, но из-за большого разброса номиналов и невысокой стабильности они были заменены углеродистыми пленочными и металлопленочными резисторами. Тем не менее, композитные резисторы обладают хорошими высокочастотными характеристиками и способны выдерживать воздействие мощных импульсов, поэтому их до сих пор применяют в сварочном оборудовании и высоковольтных источниках питания.
- Металл-оксидные резисторы стали первой альтернативой углеродным композитным резисторам, но в дальнейшем в большинстве приложений они были вытеснены металлопленочными. Тем не менее, поскольку металл-оксидные резисторы отличаются повышенной рабочей температурой и более высокой номинальной мощностью (> 1 Вт), их по-прежнему используют в ответственных устройствах, эксплуатирующихся в жестких условиях.
Ряды сопротивлений EIA (EIA Decade Resistor Values) определяют не только номиналы резисторов, но и допустимую погрешность. Например, ряд E12 (± 10%) включает следующие стандартные значения: 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680 и 820 Ом.
Для кодирования параметров выводных резисторов применяется цветовая маркировка (таблица 1).
Таблица 1. Цветовая маркировка выводных резисторов
|
Цвет |
Значение |
||||||
|
Первая цифра |
Вторая цифра |
Третья цифра* |
Множитель |
Точность |
Температурный коэффициент, ppm/C |
Рейтинг отказов |
|
|
Черный |
0 |
0 |
0 |
x10^0 |
— |
— |
— |
|
Коричневый |
1 |
1 |
1 |
x10^1 |
±1% |
100 |
1% |
|
Красный |
2 |
2 |
2 |
x10^2 |
±2% |
50 |
0,1% |
|
Оранжевый |
3 |
3 |
3 |
x10^3 |
— |
15 |
0,01% |
|
Желтый |
4 |
4 |
4 |
x10^4 |
— |
25 |
0,001% |
|
Зеленый |
5 |
5 |
5 |
x10^5 |
±0,5% |
— |
— |
|
Синий |
6 |
6 |
6 |
x10^6 |
±0,25% |
— |
— |
|
Фиолетовый |
7 |
7 |
7 |
x10^7 |
±0,1% |
— |
— |
|
Серый |
8 |
8 |
8 |
x10^8 |
±0,05% |
— |
— |
|
Белый |
9 |
9 |
9 |
x10^9 |
— |
— |
— |
|
Золотой |
— |
— |
— |
x0,1 |
±5% |
— |
— |
|
Серебряный |
— |
— |
— |
x0,01 |
±10% |
— |
— |
|
Пусто |
— |
— |
— |
— |
±20% |
— |
— |
|
* Только для резисторов с 5-позиционной маркировкой |
|
|
|
|
|||
Примеры:
- углеродистые пленочные резисторы серии CFR-25JB производства Yageo с номинальной мощностью 0,25 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
- металлопленочные резисторы серии MFR-25FBF от Yageo с номинальной мощностью 0,25 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 10 Ом…1 МОм;
- металлопленочные резисторы серии PR02 от VISHAY с номинальной мощностью 2 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,33 Ом…1 МОм.
Рис. 4. Проволочный резистор
Проволочные резисторы (Рис. 4) конструктивно представляют собой высокоомный провод, намотанный на изолирующий сердечник. Они отличаются очень высокой номинальной мощностью (до 1000 Вт) и способны работать при очень высоких температурах (до 300°C). Проволочные резисторы характеризуются отличной долговременной стабильностью – около 15…50 ppm/год, в то время как, например, у металлопленочных резисторов этот показатель составляет 200…600 ppm/год. Данный тип резисторов обладает самым малым уровнем шума.
Недостатки: диапазон доступных сопротивлений для проволочных резисторов оказывается достаточно узким (0,0001…100 кОм). Поскольку резистор выполнен в виде проволоки, намотанной на основание, то такая конструкция характеризуется высокой паразитной индуктивностью. По этой причине в высокочастотном диапазоне проволочные резисторы демонстрируют наихудшие показатели среди всех типов резисторов. Они также оказываются более дорогими по сравнению с другими популярными типами резисторов.
Приложения: обычно используются в автоматических выключателях и в качестве предохранителей благодаря высокой мощности.
Примеры
- серия KNP500 производства компании Yageo с номинальной мощностью 5 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,1 Ом …2,2 кОм;
- серия HS-25 производства Ohmite с номинальной мощностью 25 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,01 Ом … 5,6 кОм;
- серия HSC100 от TE с номинальной мощностью 100 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,1 Ом … 50 кОм.
Рис. 5. Шунты
Токоизмерительные резисторы, также называемые шунтами (Рис. 5), используются для прямого преобразования тока в напряжение с целью дальнейшего измерения. Они представляют собой резисторы с малым сопротивлением и высокой номинальной мощностью, что позволяет им работать с большими токами.
Одним из приложений для токоизмерительных резисторов является ограничение тока с целью защиты микросхем драйверов шаговых двигателей.
Большинство современных шунтов имеет либо два, либо четыре вывода. В четырехвыводной версии, которая также называется схемой Кельвина, ток проходит через две клеммы, а напряжение измеряется на двух оставшихся выводах. Такая схема уменьшает влияние температурной погрешности и значительно повышает стабильность схемы измерения. Четырехвыводные резисторы используются для приложений, требующих высокой точности и температурной стабильности.
Примеры
Двухвыводные исполнения
- SMD:
- серия MCS1632 производства Ohmite с номинальной мощностью 1 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,005…0,05 Ом;
- серия WSLP1206 от Vishay с номинальной мощностью 1 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,005…0,05 Ом;
- серия CRA2512 от Bourns с номинальной мощностью 3 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,1 Ом.
- Для монтажа в отверстия:
- серия 12F от Ohmite с номинальной мощностью 2 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,25 Ом;
- серия LVR03R от Vishay с номинальной мощностью 3 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,01…0,2 Ом;
- серия PWR247T-100 от Bourns с номинальной мощностью 100 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,05…100 Ом.
Четырехвыводные исполнения (схема Кельвина)
- SMD:
- серия FC4L в корпусе 2512 от Ohmite с номинальной мощностью 2 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,05 Ом;
- серия WSL3637 в корпусе 3637 от Vishay с номинальной мощностью 3 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,01 Ом.
Рис. 6. Термистор
Термисторы – это резисторы, сопротивление которых значительно изменяется при изменении температуры (Рис. 6).
Сопротивление NTC-термисторов плавно уменьшается при увеличении температуры. NTC являются готовыми датчиками температуры с диапазоном измерений -55… +200°C.
PTC-термисторы характеризуются скачкообразным изменением сопротивления при определенной температуре. Они применяются в качестве элементов защиты от перегрузки по току.
Ток удержания PTC (hold current) – это ток, при котором термистор гарантированно находится в проводящем состоянии.
Ток срабатывания PTC (trip current) – это ток, при котором термистор гарантированно переходит в непроводящее состояние.
Примеры
- PTC-термисторы:
- 1812 — серия MF-MSMF производства компании Bourns для рабочих токов от 0,3…5,2 А;
- 1812 — серия 1812L от Littelfuse для рабочих токов 0,1…3,5 А.
- NTC-термисторы:
- серия B57236 от EPCOS с диапазоном сопротивлений 2,5…120 Ом;
- 0603 — серия ERT-J1 от Panasonic с диапазоном сопротивлений 0,022…150 кОм.
Рис. 7. Подстроечные резисторы
Потенциометры – это резисторы с изменяемым сопротивлением. Они используются в различных приложениях, например, для управления коэффициентом усиления в усилителе, для настройки параметров схемы и так далее.
Подстроечные резисторы (Рис. 7) представляют собой небольшие потенциометры, которые могут быть установлены на печатной плате и отрегулированы с помощью отвертки. Они выпускаются как для поверхностного монтажа SMD, так и для монтажа в отверстия, с верхним или боковым расположением регулировочного винта.
Потенциометры бывают однооборотными и многооборотными. Однооборотные потенциометры часто используются в усилителях. Многооборотные потенциометры могут иметь до 25 оборотов и применяются для более точного управления.
Примеры
- Однооборотные потенциометры:
- SMD серия TC33X-2 производства Bourns с диапазоном сопротивлений 100 Ом…1 МОм ;
- серия 3362P от Bourns с диапазоном сопротивлений 10 Ом…5 МОм ;
- Многооборотные потенциометры:
- серия 3296W от Bourns с диапазоном сопротивлений 10 Ом…5 МОм ;
- серия T93YA от Vishay с диапазоном сопротивлений 10 Ом…1 МОм.
Рис. 8. Резисторная сборка 4609X-101-222LF
Резисторная сборка (resistors network, resistors array) представляет собой комбинацию из нескольких резисторов, размещенных в одном корпусе. Существует большое количество разных типов этих изделий, но, к сожалению, четкая система их классификации, как в литературе, так и у производителей отсутствует.
Резисторы внутри корпуса сборки могут быть не соединены между собой (Isolated) т. е. каждый резистор имеет два вывода на корпусе сборки, или сконфигурированы в определенную схему (Bussed). Часто встречаются изделия, у которых соединены между собой вывод 1 каждого резистора с подключением к одному общему пину сборки, а каждый второй вывод резисторов имеет свой собственный вывод на корпусе изделия. Кроме того, можно встретить сборки с последовательным, последовательно- параллельным и другими видами соединений резисторов внутри корпуса. Сборки можно классифицировать по количеству входящих в них резисторов, по величине допуска, максимальному рабочему напряжению, мощности рассеивания, типоразмеру, по типу монтажа (SMD и выводной) и т.д. Эти компоненты очень удобно использовать в схемах АЦП и ЦАП, применять качестве делителей напряжения, использовать в компьютерной технике, потребительской электронике и т.д.
Примеры
- серия 4600X от Bourns с рабочим напряжением до 100В
Рис. 9. Конфигурация резисторных сборок серии 4600X от Bourns
- серия CAY16 от Bourns в SMD корпусе типоразмера 1206 с изолированными резисторами
- серия 4114R-2 от Bourns — 14 выводных резисторов с одним общим выводом
Работа с Каталогом компании Терраэлектроника по поиску резисторов
Подобрать необходимый резистор в каталоге Терраэлектроники можно двумя способами:
- С использованием параметрического поиска. Для этого необходимо зайти в раздел резисторов каталога, выбрать соответствующий задаче тип резистора, а далее указать параметры в ряде фильтров поисковой системы. Фрагмент скриншота поиска прецизионного SMD резистора от Yageo с параметрами: типоразмер 0805, номинал 10 кОм, точность 0.1 %, мощность 0.125 мВт представлен на Рис. 10.
Рис. 10. Скриншот сервиса поиска резисторов - Воспользоваться интеллектуальным поиском резисторов по параметрам. Для этого достаточно скопировать строку из спецификации “Резистор постоянный 10 кОм, 0.1%, 0.125 Вт, 0805″ или ввести «10kohm 0.1% 0.125W 0805» в строку поиска и получить тот же самый список подходящих по указанным параметрам компонентов.
Заключение
В данном руководстве были рассмотрены некоторые наиболее популярные типы резисторов. В дополнение к ним существует ряд других типов резисторов, среди которых MELF, металлофольговые резисторы, керамические резисторы, варисторы, фоторезисторы и др., которые имеют свои уникальные преимущества по уровню точности, эксплуатационным характеристикам или габаритным размерам. Однако, в большинстве электронных схем вы чаще всего увидите один из типов, рассмотренных выше.
Как выбрать конденсатор
Журнал: https://octopart.com/blog/archives/2016/04/how-to-select-a-resistor
Расчет резистора для светодиода, калькулятор расчёта сопротивления
Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.
Содержание
- 1. Онлайн калькулятор
- 2. Основные параметры
- 3. Особенности дешёвых ЛЕД
Онлайн калькулятор
Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.
Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.
Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Основные параметры
Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми. Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно. Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло. Чем равномернее они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.
Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа и зависит от назначения:
- цвета синий, красный, зелёный, желтый;
- трёхцветный RGB;
- четырёхцветный RGBW;
- двухцветный, теплый и холодный белый.
Особенности дешёвых ЛЕД
Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.
Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм. В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.
Китайские светодиодные лампы кукурузы
Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.
Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W
Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло. Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Как проверить резистор мультиметром на исправность, как прозвонить резистор?
При работе с электрической схемой возникают ситуации, когда необходимо проверить сопротивление резистора. Это может понадобиться при проверке исправности или подгонке его величины под требуемое значение, которое отличается от номинального. Проверять сопротивление можно, не выпаивая резистор, или после его выпайки. В этой статье я расскажу, как правильно проверить резистор мультиметром.
Содержание статьи
Особенности измерения сопротивления резистора мультиметром
Для того, чтобы узнать сопротивление резистора, нужно воспользоваться обычным мультиметром. Принцип измерений основан на законе Ома, который гласит, что сила тока находится в прямой пропорциональной зависимости от напряжения и обратно пропорциональной от сопротивления. Определение сопротивления происходит косвенным путем по формуле R = U/I. То есть, при известных напряжении и силе тока легко определить сопротивление.
Если ранее применялись стрелочные тестеры, то сегодня радиолюбители для проверки исправности резисторов чаще всего используют цифровые мультиметры с круговым переключателем, с помощью которого выставляется тип рабочего режима и диапазон измерений.
Цифровой тестер для проверки резисторов
Для измерения величины R переключатель выставляют в диапазон Ω. В комплекте к такому прибору идет один комплект щупов, имеющих разную расцветку. Принято красный щуп вставлять в отверстие com, а черный – VΩCX+.
Как проверить резистор не выпаивая: визуальная проверка
Процесс проверки резистора на работоспособность непосредственно на плате без полной выпайки является довольно трудоемким занятием, поэтому предварительно можно определить сгоревшую деталь визуально. Прежде всего осматривают корпус на предмет повреждений и сколов, надежности закрепления выводов.
О неисправностях свидетельствуют:
- Потемнение корпуса. Сгоревший резистор имеет потемневшую поверхность – полностью или частично в виде колечек. Слабое потемнение не свидетельствует о неисправности, а только о перегреве, который не привел к полному выходу детали из строя.
- Появление характерного запаха.
- Стирание маркировки.
- Наличие на плате сгоревших дорожек
Если условия позволяют, то неисправный резистор выпаивают, а на его место впаивают новый с таким же номиналом.
Внимание! Осмотр не гарантирует точного определения исправности, резистор может выглядеть как новый даже при оборванном контакте.
Подготовка мультиметра к проведению измерений: какие установить настройки
Перед измерениями прибор готовят к работе. Для этого его включают и концы щупов закорачивают между собой. Если на дисплее появляются нули, то прибор исправен и в цепи нет обрыва. На дисплее могут отражаться не нули, а доли Ома.
Подготовка прибора к проверке
При разомкнутых щупах на исправном мультиметре отображается цифра 1 и диапазон измерений. Кабельные шнуры подключают в соответствии с тем режимом, который вам необходим, – «Прозвонка» или «Измерение».
Как прозвонить резистор
Режим «Прозвонка» (имеется не во всех тестерах) применяется, чтобы убедиться, что в цепях, идущих через резистор или параллельных ему, отсутствует короткое замыкание. Для его установки регулятор поворачивают к значку диода. Если между точками установки щупов есть токопроводящая цепь, то через динамик генерируется звуковой сигнал.
Режим прозвонки
Этот режим применяют только для резисторов, номинал которых не превышает 70 Ом. Для деталей с большим номиналом его использовать не имеет смысла, поскольку сигнал настолько слаб, что его можно не услышать.
Как определить номинал резистора по маркировке
Для определения работоспособности желательно знать номинал. Как определить номинал резистора по цветовой маркировке, мы подробно рассказали в этой статье.
Немного дополним информацию о способах маркировки SMD резисторов. Из-за малого размера на них практически невозможно нанести традиционную цветовую маркировку, поэтому предусмотрена особая система идентификации. В обозначение входят: 3 или 4 цифры, 2 цифры и буква.
В первой системе первые две или три цифры характеризуют численное значение резистора, а последняя является показателем множителя, обозначающим степень, в которую возводят 10 для получения окончательного результата. Если сопротивление ниже 1 Ом, то для определения местонахождения запятой служит символ R. Например, сопротивление 0,05 Ом выглядит как 0R05.
Высокоточные (прецизионные) резисторы имеют очень малые размеры, поэтому нуждаются в компактной маркировке. Она состоит из трех цифр – первые две являются кодом, а третья – множителем. Каждому коду соответствует трехзначное значение сопротивления, определяемое по таблице. Такая маркировка выполняется в соответствии со стандартом EIA-96, разработанным для резисторов с допуском по сопротивлению не выше 1%.
Таблица кодов для прецизионных резисторов
| Код | Значение | Код | Значение | Код | Значение | Код | Значение | Код | Значение | Код | Значение |
| 01 | 100 | 17 | 147 | 33 | 215 | 49 | 316 | 65 | 464 | 81 | 681 |
| 02 | 102 | 18 | 150 | 34 | 221 | 50 | 324 | 66 | 475 | 82 | 698 |
| 03 | 105 | 19 | 154 | 35 | 226 | 51 | 332 | 67 | 487 | 83 | 715 |
| 04 | 107 | 20 | 158 | 36 | 232 | 52 | 340 | 68 | 499 | 84 | 732 |
| 05 | 110 | 21 | 162 | 37 | 237 | 53 | 348 | 69 | 511 | 85 | 750 |
| 06 | 113 | 22 | 165 | 38 | 243 | 54 | 357 | 70 | 523 | 86 | 768 |
| 07 | 115 | 23 | 169 | 39 | 249 | 55 | 365 | 71 | 536 | 87 | 787 |
| 08 | 118 | 24 | 174 | 40 | 255 | 56 | 374 | 72 | 549 | 88 | 806 |
| 09 | 121 | 25 | 178 | 41 | 261 | 57 | 383 | 73 | 562 | 89 | 825 |
| 10 | 124 | 26 | 182 | 42 | 267 | 58 | 392 | 74 | 576 | 90 | 845 |
| 11 | 127 | 27 | 187 | 43 | 274 | 59 | 402 | 75 | 590 | 91 | 866 |
| 12 | 130 | 28 | 191 | 44 | 280 | 60 | 412 | 76 | 604 | 92 | 887 |
| 13 | 133 | 29 | 196 | 45 | 287 | 61 | 422 | 77 | 619 | 93 | 909 |
| 14 | 137 | 30 | 200 | 46 | 294 | 62 | 432 | 78 | 634 | 94 | 931 |
| 15 | 140 | 31 | 205 | 47 | 301 | 63 | 443 | 79 | 649 | 95 | 953 |
| 16 | 143 | 32 | 210 | 48 | 309 | 64 | 453 | 80 | 665 | 96 | 976 |
Проверка сопротивления постоянного резистора
После подготовки прибора к работе приступают к измерениям. Для этого выпаивают одну из ножек сопротивления. Один из щупов подсоединяется к запаянной ножке, второй – к свободной. Если резистор исправен, то на дисплее появится показание, соответствующее номинальному значению в пределах допуска.
Как проверяют сопротивление резистора
При обрыве цепи на экране горит «1».
Внимание! Регулятором перед измерением выставляют переключатель на ближайшее к номиналу значение большего достоинства. Если регулятором была выполнена настройка на значение, меньшее, чем номинал детали, то на дисплее результаты измерений отображаться не будут, поскольку срабатывает внутренняя блокировка тестера.
Если с одной стороны от резистора в схеме впаян конденсатор, то ножку с этой стороны условно можно считать свободно висящей. И в этом случае можно провести измерения, не выпаивая резистор.
СМД-резисторы – компоненты поверхностного монтажа, измерение сопротивления которых осложняется их малыми размерами. Их обычно проверяют, как и все постоянные резисторы, выпайкой одной ножки.
Проверка переменного резистора
Проверка без выпайки из схемы переменных резисторов, имеющих как минимум три ножки, более сложная, по сравнению с проверкой постоянного резистора.
Переменный резистор
Наиболее легким вариантом является положение резистора в самом начале схемы, поскольку одна из крайних «ножек» подключается через емкость. Поэтому по постоянному току приравнивается к свободно висящей. Такой способ измерения позволяет определить общее сопротивление, которое присутствует между крайними контактами.
Провести точные измерения сопротивления резистора позволяет его выпайка из схемы. Аналогично выпаянной, проверяется и новая деталь. Этапы измерений:
- Мультиметр включают в режим измерения.
- Щупальца подсоединяют к крайним ножкам. Это позволяет определить общее сопротивление. Значение на дисплее не должно отличаться от номинала более чем на положенный допуск. Величина допуска характеризуется последним кольцом в цветовой маркировке. Она выражается в процентах от номинального значения.
- Если общее сопротивление соответствует номинальному, то измеряют сопротивление между средней и крайней ножками. После подсоединения «крокодилов» вращают ручку переменного резистора в одном из направлений. Сопротивление либо плавно возрастает до ранее установленного общего значения, либо снижается до нулевого значения. При самой частой неисправности (пропадании контакта токосъемника) прибор показывает бесконечность.
Видео: как проверить резистор мультиметром
Была ли статья полезна?
Да
Нет
Оцените статью
Что вам не понравилось?
Другие материалы по теме
Анатолий Мельник
Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.
Как работают подтягивающие и понижающие резисторы в логических схемах
В этом посте мы собираемся исследовать подтягивающие резисторы и понижающие резисторы, почему они обычно используются в электронных схемах, что происходит с электронными схемами без подтягивания -Высокий или понижающий резистор, и как рассчитать значения подтягивающего и понижающего резисторов, и, наконец, мы увидим конфигурацию открытого коллектора.
Как работают логические входы и выходы в цифровых схемах
В цифровой электронике и большинстве схем на основе микроконтроллеров задействованные цифровые сигналы обрабатываются в форме логики1 или логики0, т.е.е. «ВЫСОКИЙ» или «НИЗКИЙ».
Цифровые логические вентили становятся основными элементами любой цифровой схемы, и, используя логические элементы «И», «ИЛИ» и «НЕ», мы можем создавать сложные схемы, однако, как отмечалось выше, цифровые логические элементы могут принимать только два уровня напряжения, которые «Высокий и низкий».
«ВЫСОКИЙ» и «НИЗКИЙ» обычно имеют форму 5 В и 0 В соответственно. «ВЫСОКИЙ» также называется «1» или положительным сигналом источника питания, а «НИЗКИЙ» также обозначается как «0» или отрицательный сигнал источника питания.
Проблемы возникают в логической схеме или микроконтроллере, когда запитанный вход находится где-то в неопределенной области между 2 и 0 В.
В такой ситуации логические схемы или микроконтроллер могут не распознать сигнал должным образом, и схема сделает некоторые неправильные предположения и выполнит их.
Обычно логический вентиль может распознавать сигнал как «НИЗКИЙ», если входной сигнал ниже 0,8 В, и может распознавать сигнал как «ВЫСОКИЙ», если входной сигнал выше 2 В. Для микроконтроллеров это действительно может сильно различаться.
Неопределенные входные логические уровни
Проблемы возникают, когда сигнал находится в диапазоне от 0,8 В до 2 В и изменяется случайным образом на входных контактах. Эту проблему можно объяснить на примере схемы с использованием переключателя, подключенного к ИС или микроконтроллеру.
Предположим, что в схеме используется микроконтроллер или ИС, если мы замыкаем цепь, входной вывод переходит в состояние «НИЗКИЙ», а реле включается.
Если мы разомкнем выключатель, реле должно выключиться, верно? Ну не совсем.
Мы знаем, что цифровые ИС и цифровые микроконтроллеры принимают входные данные только как «ВЫСОКИЙ» или «НИЗКИЙ», когда мы размыкаем переключатель, входной контакт просто разомкнут.Это ни «ВЫСОКИЙ», ни «НИЗКИЙ».
Входной контакт должен быть «ВЫСОКИЙ», чтобы реле выключилось, но в разомкнутой ситуации этот контакт становится уязвимым для случайных наводок, случайных статических зарядов и других электрических шумов от окружающих, которые могут привести к включению реле. и ВЫКЛ случайным образом.
Чтобы предотвратить такие случайные срабатывания из-за паразитного напряжения, в этом примере становится обязательным привязать показанный цифровой входной вывод к «ВЫСОКОЙ» логике, чтобы при выключении переключателя контакт автоматически переходил в определенное состояние « HIGH »или положительный уровень предложения IC.
Чтобы поддерживать вывод «ВЫСОКИЙ», мы можем подключить входной вывод к Vcc.
В приведенной ниже схеме входной контакт подключен к Vcc, который сохраняет вход «ВЫСОКИЙ», если мы размыкаем переключатель, что предотвращает случайное срабатывание реле.
Вы можете подумать, теперь у нас есть решение. Но нет …. еще нет!
Согласно диаграмме, если мы замкнем выключатель, произойдет короткое замыкание и отключение и короткое замыкание всей системы. В вашей цепи никогда не может быть худшей ситуации, чем короткое замыкание.
Короткое замыкание происходит из-за очень большого тока, протекающего по пути с низким сопротивлением, который сжигает следы печатной платы, перегорает предохранитель, срабатывает предохранительные выключатели и даже может вызвать смертельное повреждение вашей цепи.
Чтобы предотвратить такое сильное протекание тока, а также поддерживать входной вывод в состоянии «ВЫСОКОЕ», мы можем использовать резистор, который подключен к Vcc, то есть между «красной линией».
В этой ситуации контакт будет в состоянии «ВЫСОКИЙ», если мы разомкнем переключатель, а при замыкании переключателя не будет никакого короткого замыкания, а также входной контакт может напрямую подключаться к GND, что делает это «НИЗКИЙ».
Если мы замкнем переключатель, на подтягивающем резисторе будет незначительное падение напряжения, и остальная часть цепи останется неизменной.
Необходимо выбрать номинал резистора Pull-Up / Pull-Down оптимально, чтобы он не проходил через резистор излишков.
Расчет номинала подтягивающего резистора:
Чтобы рассчитать оптимальное значение, нам нужно знать 3 параметра: 1) Vcc 2) Минимальное пороговое входное напряжение, которое может гарантировать выход «ВЫСОКИЙ» 3) Входной ток высокого уровня ( Требуемый ток).Все эти данные указаны в даташите.
Рассмотрим пример логического элемента И-НЕ. Согласно его таблице данных Vcc составляет 5 В, минимальное пороговое входное напряжение (Входное напряжение высокого уровня V IH ) составляет 2 В, а входной ток высокого уровня (I IH ) составляет 40 мкА.
Применяя закон Ома, мы можем найти правильное сопротивление резистора.
R = Vcc — V IH (MIN) / I IH
Где,
Vcc — рабочее напряжение,
V IH (MIN) — ВЫСОКИЙ уровень Входное напряжение,
I IH — входной ток высокого уровня.-6 = 75 кОм.
Мы можем использовать резистор с максимальным сопротивлением 75 кОм.
ПРИМЕЧАНИЕ:
Это значение рассчитано для идеальных условий, но мы не живем в идеальном мире. Для лучшей работы вы можете подключить резистор немного ниже расчетного, например, 70 кОм, 65 кОм или даже 50 кОм, но не уменьшайте сопротивление достаточно низко, чтобы он проводил большой ток, например 100 Ом, 220 Ом для приведенного выше примера.
Подтягивающие резисторы с несколькими затворами
В приведенном выше примере мы видели, как выбрать подтягивающий резистор для одного затвора.Что делать, если у нас есть 10 вентилей, которые все необходимо подключить к подтягивающему резистору?
Один из способов — подключить по 10 подтягивающих резисторов к каждому затвору, но это не является экономически эффективным и простым решением. Лучшим решением было бы соединить все входные контакты вместе с одним подтягивающим резистором.
Чтобы рассчитать значение подтягивающего резистора для вышеуказанного условия, используйте формулу ниже:
R = Vcc — V IH (MIN) / N x I IH
«N» — это число ворот.-6 = 7,5 кОм (максимум)
Теперь для 10 вентилей И-НЕ мы получили значение резистора таким образом, что ток в 10 раз выше, чем один вентиль И-НЕ (в предыдущем примере), так что резистор может поддерживать минимум 2 В при пиковой нагрузке, что может гарантировать требуемый выход без каких-либо ошибок.
Вы можете использовать ту же формулу для расчета Pull-Up резистора для любого приложения.
Понижающие резисторы:
Подтягивающий резистор удерживает на выводе ВЫСОКИЙ уровень, если вход не подключен; с понижающим резистором он удерживает вывод «LOW», если вход не подключен.-3 = 0,5 кОм
Мы можем использовать резистор максимум 500 Ом для Pull-down.
Но опять же, мы должны использовать сопротивление резистора менее 500 Ом.
Выход с открытым коллектором / Открытый сток:
Мы можем сказать, что вывод является «выходом с открытым коллектором», когда ИС не может управлять выходом «HIGH», но может управлять только своим выходом «LOW». Он просто подключает выход к земле или отключает от земли.
Мы можем увидеть, как в ИС выполняется конфигурация с открытым коллектором.
Так как выход является заземлением или разомкнутой цепью, нам необходимо подключить внешний подтягивающий резистор, который может переключить вывод в «ВЫСОКИЙ», когда транзистор выключен.
То же самое для открытого стока; Единственное отличие состоит в том, что внутренний транзистор внутри ИС является полевым МОП-транзистором.
Теперь вы можете спросить, зачем нам конфигурация с открытым стоком? В любом случае нам нужно подключить подтягивающий резистор.
Ну, выходное напряжение можно изменять, выбирая разные значения резистора на выходе с открытым коллектором, что дает больше гибкости для нагрузки. Мы можем подключить нагрузку к выходу с более высоким или более низким рабочим напряжением.
Если бы у нас было фиксированное значение подтягивающего резистора, мы не могли бы контролировать напряжение на выходе.
Одним из недостатков этой конфигурации является то, что она потребляет большой ток и может не работать с батареями; для ее правильной работы требуется более высокий ток.
Давайте возьмем пример логического затвора NAND с открытым стоком IC 7401 и посмотрим, как рассчитать значение подтягивающего резистора.
Нам необходимо знать следующие параметры:
В OL (МАКС.) , которое является максимальным входным напряжением для IC 7401, которое может гарантировать переключение выхода «НИЗКОЕ» (0,4 В).
I OL (MAX) , который представляет собой входной ток низкого уровня (16 мА).
Vcc — это рабочее напряжение, равное 5 В.
Итак, мы можем подключить подтягивающий резистор номиналом около 287 Ом.
Есть вопросы? Пожалуйста, используйте поле для комментариев ниже, чтобы выразить свои мысли, на ваши вопросы ответят как можно скорее.
О Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!
Подтягивающий резистор и понижающий резистор
Введение
Самая основная функция подтягивающих или понижающих резисторов (вместе именуемых «подтягивающими резисторами») — это зажимать сигнальную линию с неопределенным состоянием до высокого уровня (подтягивающий). или низкий уровень (понижающий) через резистор. Независимо от конкретного использования, эта основная функция остается неизменной. Но в другом приложении значение сопротивления будет другим, что приводит к появлению множества новых концепций.
Эта статья в основном знакомит с нагрузочным резистором и понижающим резистором. Во-первых, он представляет подтягивающий резистор с точки зрения его концепции, функции, основ, недостатков, принципа выбора и применения. Во-вторых, он представляет понижающий резистор из концепции, функции, принципиальной схемы, типовой схемы и принципа настройки. Наконец, он представляет общие черты обоих резисторов, такие как функции, методы подключения, выбор и расчет.
Каталог
Введение | |
Ⅰ Подтягивающий резистор | 1.1 Концепция |
1.2 Функция | |
1.3 Основы | |
1.4 Недостатки | |
1.5 Поднимающий принцип подтягивающего резистора | для использования |
1.7 Приложения | |
II Понижающий резистор | 2.1 Концепция |
2.2 Функция | |
2.3 Принципиальная схема понижающего резистора | |
2.4 Типовая схема | |
2.5 Принцип настройки | |
III Функции подтягивающего резистора и Понижающий резистор | 3.1 Повышение стабильности цепи и предотвращение неисправностей |
3.2 Увеличение нагрузочной способности выходных контактов | |
IV Методы подключения подтягивающего резистора и понижающего резистора | |
ⅤПодбор и расчет подтягивающего резистора и понижающего резистора | |
I Подтягивающий резистор
Подтягивающий резистор предназначен для ограничения неопределенного сигнала через резистор на высокий уровень, а резистор действует как ограничитель тока.То же самое верно и для понижающего резистора, который также ограничивает неопределенный сигнал через резистор на низком уровне.
Подтягивающий резистор — входной ток, подтягивающий — выходной ток; значение сопротивления подтягивающего резистора отличается от сопротивления подтягивающего резистора, нет строгих различий; способность обеспечивать ток и напряжение для выходных цепей разомкнутой цепи без коллектора (или стока) (например, обычных цепей затвора) ограничена. Функция подтягивающего резистора в основном состоит в том, чтобы выводить токовый канал для схемы с выходом с открытым коллектором.
1.1 Concept
Резистор, который снимается с высокого уровня источника питания, подключен к выходу.
(1) Если уровень выводится через OC (открытый коллектор, TTL) или OD (открытый сток, CMOS), то подтягивающий резистор не работает. Легко понять, что лампа не может выдавать высокий уровень без блока питания.
(2) Если выходной ток относительно велик, выходной уровень будет уменьшаться (в цепи уже есть подтягивающий резистор, но сопротивление слишком велико и падение напряжения слишком велико), подтягивающий резистор может использоваться для обеспечения текущей составляющей и «поднятия» уровня.То есть на подтягивающем резисторе внутри ИС помещается резистор, который снижает общее сопротивление и увеличивает общий ток. Разумеется, подтягивающий резистор лампы, работающей в линейном диапазоне, не должен быть слишком маленьким. Конечно, этот метод также используется для согласования уровня гейта.
1.2 Функция
(1) Когда схема TTL управляет схемой CMOS, если выходной высокий уровень схемы ниже, чем самый низкий высокий уровень схемы CMOS (обычно 3.5 В), необходимо подключить подтягивающее сопротивление к выходному концу TTL, чтобы улучшить выходной высокий уровень.
(2) Затвор OC должен использовать подтягивающий резистор для увеличения значения высокого уровня на выходе.
(3) Для повышения управляемости выходных выводов на выводах некоторых однокристальных компьютеров часто используются подтягивающие резисторы.
(4) На кристалле CMOS, чтобы предотвратить повреждение, вызванное статическим электричеством, неиспользуемые контакты не могут быть подвешены, а подтягивающий резистор обычно подключается для уменьшения входного импеданса и обеспечения пути разряда.
(5) Вывод микросхемы и тяговый резистор добавлены для улучшения выходного уровня, чтобы повысить устойчивость к шумам входного сигнала микросхемы и повысить помехоустойчивость.
(6) Чтобы улучшить способность шины противодействовать электромагнитным помехам, легче воспринимать внешние электромагнитные помехи, когда штыри подвешены.
(7) Несовпадение сопротивлений при передаче по длинной линии может вызвать интерференцию отраженной волны, добавление подтягивающего резистора и понижающего резистора необходимо для согласования сопротивлений, эффективно подавляя интерференцию отраженных волн.
1,3 Основы
На начальном этапе включения цифровой схемы, поскольку высокий и низкий уровень выходного состояния неопределенны, для того, чтобы сделать состояние схемы правильным, необходимо использовать pull повышающий резистор или понижающий резистор для стабилизации неопределенного состояния цепи.
На проводе, к которому подключен подтягивающий резистор, если внешний компонент не включен, подтягивающий резистор будет слабо подтягивать сигнал входного напряжения до высокого уровня.Когда внешние компоненты не подключены, внешнее сопротивление входа кажется высоким. В этот момент напряжение на входном порте может быть повышено до высокого уровня подтягивающим резистором. Если внешний компонент включен, он отменяет высокий уровень, установленный подтягивающим резистором. Таким образом, подтягивающий резистор позволяет контакту поддерживать определенный логический уровень даже при подключении внешних компонентов.
1.4 Недостатки
Недостатком подтягивающего резистора является то, что он потребляет дополнительную энергию при протекании через него тока и может вызвать задержку выходного уровня.
Некоторые логические микросхемы чувствительны к переходному состоянию источника питания, передаваемому через подтягивающий резистор, таким образом, вынуждая использовать отдельный фильтрованный источник напряжения для подтягивающего резистора.
Примечание: следует отметить, что слишком большой подтягивающий резистор вызовет задержку выходного уровня. (RC-задержка)
Как правило, выход схемы затвора КМОП не может быть приостановлен и подключен к подтяжке. резистор для установки высокого уровня.
1,5 The Подборка P принцип P ull-up Resist или
энергопотребление с точки зрения экономии энергии пропускная способность микросхемы должна быть достаточно большой, иметь большое сопротивление и малый ток.
(2) С точки зрения обеспечения достаточного тока возбуждения он должен быть достаточно малым, с низким сопротивлением и большим током.
(3) Для высокоскоростных цепей чрезмерное сопротивление подтягиванию может привести к сглаживанию краев.
Принимая во внимание три вышеупомянутых момента, сопротивление подтягивающего резистора обычно выбирается от 1 кОм до 10 кОм.
1,6 R easons для использования
Как правило, когда одна кнопка используется для запуска, если сама ИС не имеет внутреннего резистора, чтобы поддерживать единственную кнопку в неработающем состоянии или вернуть в исходное состояние после триггера необходимо подключить другой резистор за пределами ИС.
Цифровые схемы имеют три состояния: высокий уровень, низкий уровень и состояние высокого импеданса.
Когда некоторым приложениям не требуется состояние с высоким импедансом, они могут быть стабилизированы подтягивающими резисторами или понижающими резисторами, в зависимости от требований конструкции.
1.7 Приложения
Подтягивающий резистор можно разместить между логическим вентилем подключения и его входной клеммой. Например, входной сигнал может быть повышен резистором, а переключатель или перемычка могут соединить вход с землей.Подтягивающие резисторы могут работать, когда логическое устройство не обеспечивает ток.
Открытый коллектор имеет подтягивающий резистор, и такой выходной сигнал схемы часто применяется в случаях управления внешними устройствами, схемами комбинационной логики и множеством устройств, подключенных к одной шине.
Например, схема, показанная справа, использует 5 вольт для возбуждения ретранслятора. Если вход слева не подключен, понижающий резистор R1 гарантирует, что входной сигнал будет понижен.Серия 7407TTL представляет собой коллекторный буфер, который выводит только входные сигналы, которые он получает. Но для правильного устройства, поскольку это устройство типа TTL, когда оно выводит высокий уровень, оно эквивалентно неподключенному устройству для правой стороны. В это время подтягивающий резистор R2 увеличивает выходной сигнал до 12 В, что обеспечивает достаточное напряжение для включения следующего каскада полевого транзистора, тем самым активируя реле.
II Понижающий резистор
Подтягивающий резистор предназначен для ограничения неопределенного сигнала через резистор на высоком уровне, при этом резистор действует как ограничитель тока в то же время.Принцип установки понижающего резистора такой же, как и повышающего резистора.
Понижающий резистор напрямую подключен к земле, и конец резистора находится на низком уровне при подключении к диоду.
2.1 Концепция
(1) Подключите неопределенный сигнал к заземлению GND через резистор и зафиксируйте его на низком уровне.
(2) Понижение — это выходной ток устройства.
(3) Когда порт ввода-вывода с понижающим резистором установлен во входное состояние, он обычно находится на низком уровне.
2.2 Функция
Основная функция понижающего резистора заключается в обеспечении линии (узла) фиксированным уровнем, когда драйвер схемы выключен вместе с подтягивающим резистором.
(1) Увеличьте уровень напряжения
a. Когда схема TTL управляет схемой CMOS, если выходной высокий уровень схемы ниже, чем самый низкий высокий уровень схемы CMOS (обычно 3,5 В), необходимо Подключите подтягивающее сопротивление к выходному концу TTL, чтобы улучшить выходной высокий уровень.
b. В затворе OC должен использоваться подтягивающий резистор для увеличения выходного значения высокого уровня.
(2) Для повышения управляемости выходных выводов на выводах некоторых однокристальных компьютеров часто используются подтягивающие резисторы.
(3) На КМОП-микросхеме, чтобы предотвратить повреждение, вызванное статическим электричеством, неиспользуемые контакты не могут быть подвешены, а подтягивающий резистор обычно подключается для уменьшения входного импеданса и обеспечения пути разряда.
(4) Несовпадение сопротивлений при передаче по длинной линии может вызвать интерференцию отраженных волн, добавление подтягивающего резистора и понижающего резистора необходимо для согласования сопротивлений, эффективно подавляя интерференцию отраженных волн.
(5) Предварительно установленное состояние пространства / потенциал по умолчанию: на некоторых входных клеммах CMOS подтягивающие или понижающие резисторы предназначены для предварительной установки потенциала по умолчанию. Когда эти контакты не используются, эти входы опускаются до 0 или подтягиваются до 1.
(6) Увеличьте запас шума входного сигнала микросхемы: если входной терминал находится в состоянии высокого импеданса или -входной терминал импеданса находится в приостановленном состоянии, в это время необходимо добавить подтягивающий резистор или понижающий резистор, чтобы не повлиять на работу схемы для приема случайного уровня.Точно так же, если выход находится в пассивном состоянии, необходимо добавить подтягивающий резистор или подтягивающий резистор, например, выход представляет собой просто коллектор триода. Таким образом, запас помехоустойчивости входного сигнала микросхемы улучшается, а противоинтерференционная способность повышается.
2.3 Схема D Диаграмма P понижающая R esistor
2.4 9000 ir5 000 Типовая показана схема понижающего резистора.
Это инвертор в цифровой схеме. Входной вывод Ui заземлен через понижающий резистор R1, так что, когда нет входа высокого уровня, входной вывод может стабильно находиться в состоянии низкого уровня, предотвращая возможные помехи высокого уровня из-за неправильной работы инвертора.
Когда подключен понижающий резистор R1 и напряжение источника питания составляет 5 В, понижающий резистор R1 обычно составляет от 100 до 470 Ом. Поскольку значение сопротивления R1 очень мало, различные высокоуровневые помехи на входной клемме соединяются с землей, чтобы обеспечить защиту от помех.
2,5 S etting P принцип
Его принцип такой же, как у подтягивающего резистора. Выбор понижающего резистора следует устанавливать в сочетании с характеристиками переключающего транзистора и входными характеристиками схемы нижнего уровня. Следует учитывать следующие факторы.
(1) Баланс между возможностями управления автомобилем и потребляемой мощностью
В качестве примера возьмем подтягивающий резистор.Вообще говоря, чем меньше сопротивление подтягиванию, тем выше управляемость, но чем больше потребляемая мощность, тем больше внимания следует уделять балансировке между обоими резисторами.
(2) Требования к схемам нижнего уровня
Возьмем, например, подтягивающий резистор. Когда выходной сигнал высокий и переключатель выключен, подтягивающий резистор должен быть правильно выбран, чтобы обеспечить достаточный ток для цепи нижнего уровня.
(3) Установка высокого и низкого уровня
Пороговые уровни высокого и низкого уровня различаются в зависимости от схемы, и резистор должен быть правильно настроен, чтобы гарантировать, что правильный уровень может выводиться.В качестве примера возьмем подтягивающий резистор. Когда на выходе низкий уровень и переключатель включен, подтягивающий резистор и резистор включения-выключения переключателя должны быть ниже порога нулевого уровня.
(4) Частотные характеристики
В качестве примера возьмем подтягивающий резистор. Емкость между подтягивающим резистором и каскадом сток-исток переключателя и входная емкость между цепями нижнего уровня образуют RC-задержку. Чем больше сопротивление, тем больше задержка.
Когда вентиль OC выдает высокий уровень, это состояние с высоким импедансом, и его ток подтяжки обеспечивается подтягивающим резистором. Выходное напряжение затвора OC находится в состоянии высокого сопротивления, а его подтягивающий ток обеспечивается подтягивающим резистором. Предположим, что входной порт составляет не более 100 мкА на порт, а выходной ток выходного порта составляет около 500 мкА, стандартное рабочее напряжение составляет 5 В, а порог высокого и низкого уровня входного порта составляет 0,8 В (ниже этого значение низкий уровень).
III Функции подтягивающего резистора и понижающего резистора
3.1 Повышение стабильности цепи и предотвращение неисправностей
Если кнопка на первом рисунке не подтянута до высокого уровня через резистор, то в момент включения питания может произойти сбой, потому что уровень вывода микроконтроллера не определен в момент включения. Но подтягивающий резистор R12 гарантирует, что вывод находится в высоком состоянии без сбоев.
3,2 Увеличьте нагрузочную способность выходных контактов
Влияние других периферийных схем на микроконтроллер недостаточное на высоком уровне вывода, который не достигает состояния VCC, что повлияет на нормальную работу всего система. Наличие подтягивающего резистора может повысить управляемость вывода. Здесь особенно подчеркивается следующее:
Для микроконтроллера с ресурсами I2C на кристалле выводы SCL и SDA являются выводами с открытым стоком.При использовании в качестве обычного GPIO вы обнаружите, что выход этого вывода чрезвычайно нестабилен и не может нормально выводиться из-за нагрузки. В это время вам нужно добавить резистор тяги на эти два контакта.
IV Способы подключения подтягивающего резистора и понижающего резистора
Подтягивающий резистор и понижающий резистор используются в цифровых схемах, где есть высокие и низкие уровни.
Подтягивающий резистор: один конец резистора подключен к VCC, а другой конец подключен к выводу доступа логического уровня (например, к выводу MCU).
Понижающий резистор: один конец резистора подключен к GND, а другой конец подключен к выводу доступа логического уровня (например, к выводу MCU).
Как показано выше, R13 и R14 подключены к 3,3 В на одном конце, а другой конец подключен к контактам MCU через J17. Эти два резистора являются подтягивающими.
Как показано выше, один конец R18 подключен к GND, а другой конец подключен к выводу микроконтроллера (просто вставляет резистор и подключается к выводу MCU).Итак, это понижающий резистор.
Ⅴ Подъем и расчет подтягивающего резистора и понижающего резистора
В общих технических характеристиках в некоторых технических спецификациях написано, что «бесполезные штыри нельзя подвешивать, и они должны быть подключены с подтягиванием. или понижающие резисторы для обеспечения определенного рабочего состояния ».
Идея в основном правильная, но не совсем правильная. Подробности приведены ниже.
Есть две отправные точки для разработки подтягивающего резистора и понижающего резистора на выводах.
Во-первых, в нормальном режиме работы или в состоянии единичного отказа штифт не должен находиться в неопределенном состоянии, таком как подвешивание штифта, вызванное падением разъема;
Во-вторых, с точки зрения энергопотребления сопротивление порта вывода не должно потреблять слишком много тока, особенно для устройств с батарейным питанием, когда вывод находится в режиме ожидания в течение длительного времени.
С точки зрения устойчивости сигнальный порт предпочтительнее подтягивающего резистора. При повышении сопротивления в режиме ожидания вход клеммы источника обычно находится в состоянии высокого импеданса.Если нет подтягивающего или понижающего резистора, входной проводник создает эффект антенны. Как только на штифт воздействует излучение, входное состояние штифта очень легко изменить. Поэтому этот резистор обязательно добавят. Следующий вопрос: добавить подтягивающий резистор или понижающий резистор.
Если добавлен понижающий резистор, на входе будет низкий уровень в нормальном состоянии, но при наличии радиационных помех он будет разряжаться на землю через понижающий резистор и произойдет скачок с низкого уровня. на высокий, вызывая ложный срабатывание.
Однако, если добавить подтягивающий резистор, в нормальном состоянии на входе будет высокий уровень. После возникновения радиационной помехи это не имеет значения, даже если входной сигнал находится на низком уровне, потому что подтягивающий резистор зажимает входную клемму до высокого уровня. Если радиационные помехи достаточно сильны, чтобы превышать уровень Vcc, высокоуровневые помехи на проводнике будут разряжены до Vcc через подтягивающий резистор. Независимо от того, как возникает интерференция, произойдет только изменение с высокого на более высокое, и ложного срабатывания не произойдет.
На рисунках 1 и 2 показаны диаграммы уровней в состоянии помех. Когда низкий уровень на рисунке 2 изменяется с VL на VL + ΔV, происходит переход от низкого уровня к высокому уровню, что может привести к риску неисправности схемы следующего каскада.
Можно ли после использования подтягивающего резистора подобрать подтягивающий резистор по желанию?
Рисунок 1.
Рисунок 2.
Когда передний полюс выдает высокий уровень, vout выдает ток, а U высокий.
Возможны две ситуации:
a. Когда I0> = I1 + I2
В этом случае две нагрузки RL1 и RL2 не пропускают ток через R, поэтому значение сопротивления R не обязательно должно быть высоким, обычно 4,7 кОм г. Когда I0 I0 + I = I1 + I2 U = VCC-IR U> = VHmin Из трех приведенных выше формул можно сделать вывод: R> = (VCC- VLmax) / I ‘ Из двух приведенных выше формул могут быть вычислены верхний и нижний пределы R, из которых может быть взято значение, более близкое к промежуточному состоянию.Обратите внимание, что если количество нагрузок не определено, его следует рассчитать в соответствии с наихудшим случаем, значение верхнего предела следует рассчитать в соответствии с максимальной нагрузкой, а значение нижнего предела следует рассчитать в соответствии с минимальной нагрузкой. Верхний предел следует рассчитывать в соответствии с максимальной нагрузкой, а нижний предел следует рассчитывать в соответствии с наименьшей нагрузкой. Другой вариант основан на соображениях энергопотребления. В соответствии с фактическим применением схемы выбирается частота или отношение времени состояния выходного сигнала.Если сигнал vout находится на низком уровне в течение длительного времени, следует выбрать понижающий резистор; если он находится на высоком уровне в течение длительного времени, следует выбрать подтягивающий резистор. Следовательно, ток покоя будет небольшим. Вам также может понравиться: Как проверить различные типы резисторов с помощью стрелочного мультиметра Каковы функции и применение варистора? Как проверить сопротивление заземления? Что такое гигантское магнитосопротивление (ГМС)? Установка большой печатной платы для поверхностного монтажа может занять вечность. [craftycoder] от Freeside Atlanta построил великолепную ручную машину для захвата и укладки, избавившую от необходимости использовать пинцет. Пассивные элементы больше не будут прилипать к вашему пинцету, пока вы пытаетесь разместить их на печатной плате! За последние несколько лет мы увидели много подъемно-транспортных машин. Что выделяет его, так это его простота и серьезная конструкция. Этот выбор и место построен на платформе из МДФ, использует подшипники от Amazon, стандартные направляющие диаметром 12 мм и имеет небольшую камеру для крупного обзора размещения ваших деталей.Конечно, это ручной метод, но он лучше, чем кропотливое размещение каждой части пинцетом. Было бы интересно посмотреть, сколько стоит вся эта сборка; мы ожидаем, что это было не слишком дорого. Посмотрите это в действии на видео после перерыва. Мы надеемся, что этот проект вдохновил вас пойти и сделать что-нибудь крутое! Если да, дайте нам знать, что вы сделали! Ищете открывалку для консервирования трута? Надеетесь рассмешить девушку своей мечты? Эти веселые очереди помогут вам протянуть руку помощи. Если бы эти строки не обеспечивали забавного вступления, которое вы планировали, возможно, вам было бы лучше начать разговор с каких-нибудь отцовских анекдотов или забавных стихов? Ручной подбор и размещение | Hackaday
120 Funny Pick Up Lines для разбивания льда
Последнее обновление: 8 июля 2020 г.
