전압 분배기에서 저항 값을 선택하는 방법은 무엇입니까?

출력 전압은 두 저항 값 사이의 비율에 의해 결정되며 두 저항이 모두 같으면 출력 전압이 모두 동일하다는 것을 이해합니다. 그러나 저항 값을 선택하는 기초는 무엇입니까? 저항 값을 선택하려면 출력 전류를 고려해야합니다.

요점은 현재입니다.

이 회로를 살펴보십시오 . 접지 포인터 위에 마우스 포인터를 놓으면 전류가 25mA임을 알 수 있습니다. 이제 한 번 봐 가지고 이 회로를 그리고 당신은 출력 전류는 것을 볼 수 있습니다 .$2.5 \mbox{ } \mu A$

이제 회로가 부하 상태에서 어떻게 작동하는지 봅시다. 다음 은 부하가있는 첫 번째 회로입니다. 보시다시피 오른쪽의 부하 저항을 통과하는 2.38mA 전류이며 전압은 더 이상 예상 2.5V가 아니라 2.38V입니다 (두 개의 하단 저항이 병렬이기 때문에). 우리는 제 2의 회로를 살펴 경우 여기이제 상단 저항이 전체 5V 주위로 떨어지고 두 하단 저항의 전압이 4.99mV임을 알 수 있습니다. 저항 비율이 여기에서 변경 되었기 때문입니다. 두 개의 하단 저항이 병렬로 연결되어 있고 하나의 저항이 다른 것보다 훨씬 큰 저항을 가지고 있기 때문에 결합 저항은 오른쪽 하단 저항의 저항에 비해 무시할 수 있습니다 (병렬 저항 공식을 사용하여 확인할 수 있음). 따라서 무부하 조건의 경우 전압 출력이 2.5V와 크게 다릅니다.

이제 반대 상황을 살펴 보겠습니다. 분압기에 작은 저항 2 개와 부하에 큰 저항 1 개가 있습니다 . 다시 두 개의 낮은 저항의 결합 저항은 두 개의 작은 저항의 저항보다 작습니다. 그러나이 경우 이것은 부하에서 보이는 전압에 큰 영향을 미치지 않습니다. 여전히 2.5V의 전압을 가지고 있으며 지금까지 모든 것이 정상입니다.

따라서 저항의 저항을 결정할 때 요점은 부하의 입력 저항을 고려해야하며 두 개의 전압 분배기 저항은 가능한 한 작아야합니다.

다른 한편으로, 회로 의 분배기에서 흐르는 전류를 분배기의 큰 저항이 있는 회로와 분배기의 작은 저항이 있는 회로를 비교해 봅시다 . 당신이 볼 수 있듯이, 큰 저항은 전류가 그들을 통해가는 작은 저항은 25mA의 전류를 가지고있다. 여기서 중요한 점은 전압 분배기에 의해 전류가 낭비되고 이것이 배터리 작동 장치의 일부인 경우 배터리 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 낭비되는 전류를 낮추려면 저항이 최대한 커야합니다.$2.5 \mbox{ }\mu A$

이는 출력에서 ​​더 나은 전압 레귤레이션을 얻기 위해 가능한 한 작은 저항기를 가져야하고 가능한 한 작은 전류를 낭비하기 위해 가능한 한 큰 저항기를 가져야한다는 두 가지 반대 요구 사항을 제공합니다. 정확한 값을 얻으려면 부하에 필요한 전압, 전압이 얼마나 정밀 해야하는지, 부하의 입력 저항을 가져 와서 허용 가능한 부하를 가져야하는 저항의 크기를 계산해야합니다. 전압. 그런 다음 더 높은 전압 분배기 저항 값을 실험하고 그 값이 어떻게 영향을 받는지 확인하고 입력 저항에 따라 더 큰 전압 변동을 가질 수없는 지점을 찾아야합니다. 이 시점에서 일반적으로 전압 분배기 저항을 선택하는 것이 좋습니다.

고려해야 할 또 다른 사항은 저항의 전력 정격입니다. 저항이 낮은 저항은 더 많은 전력을 소비하고 더 많이 가열하기 때문에 저항이 큰 저항을 선호합니다. 즉, 저항이 더 큰 저항보다 더 커야하며 일반적으로 더 비싸야합니다.

$100 \mbox{ } k \Omega$$10 \mbox{ } k \Omega$$1 \mbox{ } k \Omega$

전압 분배기 자체는 쓸모가 없습니다. 분배기는 출력을 무언가로 공급해야합니다. 때로는 무언가가 연산 증폭기 회로의 바이어스 조정이거나 때로는 전압 조정기의 피드백 전압입니다. 분배기가 먹이를 줄 수있는 수천 가지가 있습니다.

분배기가 무엇을 먹이든간에 전류가 걸립니다. 때로는 "입력 전류"라고도합니다. 다른 경우에는 실제로 지정되거나 알려지지 않았습니다. 때때로 전류가 분배기 밖으로 흘러 나가고 때로는 분배기로 흘러 들어가고있다. 이 전류는 하나의 저항을 통해 다른 저항보다 더 많이 흐르기 때문에 분배기의 정확도를 떨어 뜨릴 수 있습니다. 입력 전류가 많을수록 분배기의 정확도가 더 높아집니다.

다음은 매우 대략적인 규칙입니다. 두 개의 저항을 통해 흐르는 전류 (입력 전류가 없다고 가정)는 입력 전류보다 10 ~ 1000 배 더 커야합니다. 이 저항을 통해 더 많은 전류가 흐를수록 입력 전류에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 분배기가있을 때마다 정확도와 전력 소비의 균형을 유지하려고합니다. 더 높은 전류 (낮은 값의 저항)는 증가 된 전력 소비 비용으로 더 나은 정확도를 제공합니다.

대부분의 경우 입력 전류가 너무 높아서 전압 분배기가 자체적으로 작동하지 않는 것을 알 수 있습니다. 이러한 회로의 경우 "unity gain buffer"로 op 앰프 설정을 공급하는 분배기를 사용할 수 있습니다. 이런 식으로 저항은 상당히 높은 값이 될 수 있으며 나머지 회로의 입력 전류에 영향을받지 않습니다.

AndrejaKo와 David는 좋은 대답을 했으므로 여기서 반복 할 필요가 없습니다.

데이비드는 유니티 게인 버퍼에 대해 언급합니다.

이를 통해 디바이더를 통한 작은 전류에서도 다소 높은 전류, 적어도 몇 mA를 끌어낼 수 있습니다. 특히 모든 mA가 카운트되는 배터리 구동 시스템에서 1M과 같은 값을 선택하려는 유혹이있을 수 있습니다.$\Omega$$\mu$$\Omega$

FET 입력 OPAMP 종종에서 훨씬 낮은 입력 바이어스 전류를 갖는 PA를 위해 .

디바이더가 신호 입력의 일부를 ADC 입력에 제공하려는 경우 설계에 또 다른 문제가 있습니다. SAR 컨버터에서는 고정 샘플 속도의 경우 ADC 입력에 최대 허용 외부 임피던스가 연결됩니다. 다음 샘플 전에 샘플 커패시터를 적절한 전압으로 충전하십시오. 그렇지 않으면 측정이 쓸모가 없습니다. 이 경우 임피던스 (저항)는 두 개의 분배기 저항 (Thevenin)의 병렬로 형성됩니다.

Ohms 법칙, E = IR 및 저항에 의한 전력 손실은 V ^ 2 / R입니다. 따라서 Ohms 법칙에 대한 저항은 최상위 저항 (R1)이되고 저항 조합은 전력 소비 계산에 사용됩니다. 이를 기반으로 R1을 계산할 수 있습니다. 그런 다음 입력 및 출력 전압과 선택한 R1 값을 기준으로 R2를 계산할 수 있습니다. 나는 개인적 으로이 온라인 계산기를 사용하여 내 인생을 편하게 만듭니다.