电阻在电路的用途详解。|PADS|Powerpcb - 逆天PCB论坛

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只看楼主正序阅读使用道具 0楼发表于: 2018-07-20

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手机板中常用的表贴电阻封装有0402，0603，0805三种，在一些高密度的板子上可能会用到0201封装的表贴电阻。
电阻在电路上的主要作用有分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等，下面结合手机原理具体讨论电阻的各个作用。
电阻在并联电路中起到分流作用，在手机板上好像没有用到过，如果哪位看到过类似用法请指教下。
电阻在串联电路中起到分压作用，在我们所用的USB转串口的线上面，一般的厂家就是用两颗电阻分压得到3.3V或者2.8V电平的串口。
电阻的偏置作用在手机原理中典型用法就在MIC回路。如下图中的R1和R2。

电阻的滤波作用一般是和电容组成RC滤波电路，可分为低通和高通电路。

电阻的阻抗匹配作用一般都用在高速信号上，比如DIGRF的TXP和TXN之间并联的100R电阻。
以上概述了电阻的一些用途，下面着重说说工作中的原理图上的电阻用途。阐述可能会比较杂乱，敬请谅解。
0欧姆电阻作用：
1.在电路中没有任何功能，只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。——常用
2.可以做跳线用，如果某段线路不用，直接不贴该电阻即可（不影响外观）——常用
3.在匹配电路参数不确定的时候，以0欧姆代替，实际调试的时候，确定参数，再以具体数值的元件代替。——不常用
4.想测某部分电路的耗电流的时候，可以去掉0ohm电阻，接上电流表，这样方便测耗电流。——接在万用表上测充电电流
5.在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻——不用
6.在高频信号下，充当电感或电容和（与外部电路特性有关）电感用，主要是解决EMC问题。如地与地，电源和ICPin间——待学习
7.单点接地（指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。）——不常用，在一些产品上见过，如采用POE供电的电子设备。
8.熔丝作用——不用
9.模拟地和数字地单点接地——不常用，同7
对作用9的扩展说明：
模拟地和数字单点接地有四种方法解决此问题：
(1)用磁珠连接；
(2)用电容连接；
(3)用电感连接；
(4)用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。
电容隔直通交，造成浮地。
电感体积大，杂散参数多，不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。
一般0R电阻的实际阻值50毫欧左右＋－5%的偏差，因此可以大概估算出各封装的额定电流。
0201——1/20W I=1A
0402——1/16W I=1.118A
0603——1/8W I=1.58A
0805——1/4W I=2.23A
在实际使用时建议过量设计。
在手机设计中，除了大量使用0R电阻外，另外还有一些电阻，比如串联在LED上，串联在备用电池上，以及一些IC的ISET（可能会有其他名字）pin脚等等，作用都是限流；还有些电阻是和电容串联在一起，典型的是音频功放的输入端，起滤波作用，后面再详细说明；再有DCDC的反馈端的两个电阻一般都是分压作用，调节DCDC的输出电压。
下面讨论原理图设计时电阻另外一个常用作用，就是上下拉。先看网上的上下拉电阻的总结
上拉电阻：
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，提供泄荷通路。
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。综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理。
对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：
1．驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
2．下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3．高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
4．频率特性。以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟，电阻越大，延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。
OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。
选上拉电阻时：
500uAx8.4K=4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于0.8V即可。
当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA
200uAx15K=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列
设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了（否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了）。