如何选择合适的电阻型分压器
无论你的应用是精密电压基准还是仪表放大器,分压器都在高精度电阻应用中占据了很大比重。虽然电阻型分压器只是简单的电路,但是在讨论它们的设计时仍然会出现问题和误解:
● 如果我的系统指定在-55~125℃的温度范围内工作,那么我的输出电压将会偏离理想值多少?
● 温度范围会对分压器的输出造成什么影响?
● 如果我使用精度达到±0.1%的电阻,那么我的输出电压精度将在±0.1%以内,对吧?
选择方法
目前主要有两种实现电阻型分压器的方式:通过将两个分立的片状电阻连接到公共端,或者通过使用分压器封装在内部的电阻网络进行连接。你所选择的类型可能会对分压器的性能有很大的影响。
普通电阻型分压器由两个电阻串联而成(如图1所示)。电压从分压器的顶端输入,由两个电阻之间的节点输出,而参考电压(通常是接地电路)则连接在分压器的底端。
分压器的工作原理遵从欧姆定律:V=IR。当电压(输入电压)施加在分压器输入端时,电流(I)会同时流过两个电阻。因此,根据欧姆定律,每个电阻两端所形成的电压将是输入电压的一部分。V1=I(R1),VOUT=I(R2),而VIN=V1+VOUT。这样,输入电压被“分”成两个电压。
输出电压除以输入电压,可以得到分压器的传输函数:
VOUT/VIN=IR2/(I(R1+R2))=R2/(R1+R2)
传输函数表示,输出电压取决于输入电压以及R1和R2的阻值。在这种理想状态下,输出电压**地按照R2/(R1+R2)计算,同时这个比值取决于输入电压,以及电阻元件能够工作的全部温度。但电阻并不是理想状态中的。实际的电阻具有固有容差和温度系数,可能会给电子系统引入很大的误差。