为什么典型原理图中有这么多电阻?

电器工程 电阻器 rs232 齐纳
2022-01-14 17:41:45

我知道有些电阻会导致上拉下拉或用作分压器和/或分流器

但有时我无法理解它们在一些简单电路中的功能:

  1. 以这个电机驱动器(L9110)为例为什么有 2x4.7k 电阻?根据数据表
    ,L9110 的额定电压为 2.5v-12v

    电机驱动器

  2. 或者拿这个齐纳二极管稳压器,40Ω电阻,欧姆定律说V = I x R,增加电阻会降低电流。但是为什么根本需要那个 40Ω 电阻呢?为什么不让它直接流过(~0Ω)?

    齐纳二极管稳压器

  3. 或者最后这个 RS232 电平转换器,我了解 10kΩ 电阻。但是为什么RX(Device)和TX(Device)之间有一个4.7kΩ的电阻呢?(他们甚至应该连接吗?)

    RS232 电平转换器

4个回答

所有三个电路都显示了上拉、下拉、分压器和分流器的示例:

  1. R1并且R2是上电阻。你必须同时拥有这两个,因为你有两个开关可以处于不同的状态(一个高,一个低)。
  2. 40Ω电阻器是分压器的上半部分齐纳二极管是分压器的下半部分。齐纳二极管可以被认为是自动调整其电阻,使电压始终为 6 伏。如果没有40Ω电阻,顶线的电压为 10V,齐纳二极管会在试图将该线的电压降至 6V 时爆炸。如果 10V 电源的电流被限制为小于齐纳二极管容量的电流,那么齐纳二极管会将电线拉低至 6V,使电源进入电流限制模式(而不是电压调节),并且电路可以正常工作。但是,由于电源是稳压器,因此您需要40Ω电阻器,以便齐纳二极管可以在不爆炸的情况下完成其工作,并且无需获得电流受限的电源。
  3. R3是一个下拉电阻。忽略RX(MCU)R2现在,他们只需点击这TX(DEVICE)条线。 D1C1形成负电源。RS-232 在技术上需要-12V信令。线路偶尔会变为-12 ,TX(DEVICE)二极管和电容器存储电荷,以便TX(MCU)线路可以使用它,而无需在电路中构建特殊-12V电源。它有一些限制,但对于那些要求遵守旧的 RS-232 规范的 RS-232 设备,它可以很好地工作。 R3因此是下拉 - 当TX(MCU)不高时,RX(DEVICE)将看到低电流负电压。如果设备使用-12V在其 TX 线上,则 RX 线将反映设备对 RS-232 规范的遵守情况。

在齐纳稳压器的情况下,电源为 10 伏,齐纳将尽最大努力将自身两端的电压限制在 6 伏。如果没有 40 欧姆电阻器,齐纳二极管试图做它的事情时会流过非常大的电流,并且魔法烟雾会从许多部件中释放出来。

如果我算对了,40 欧姆电阻器将承载 100 毫安电流,将 4 伏电压从 10 伏电源降到 6 伏齐纳二极管。由于 100 欧姆负载电阻两端有 6 伏(由齐纳二极管控制),它将通过 60 毫安,齐纳二极管将通过 40 欧姆电阻的剩余 40 毫安。

1和3的原因是一样的。这是一个限流上拉或下拉。

在 1 中,存在上拉电阻有 2 个原因。1,将引脚的默认状态设置为逻辑高,以及 2,因为如果它们不是,按下按钮会导致 VCC/5V 直接对地短路。当你这样做时,坏事就会发生。

在 3 中是下拉。请注意,RX(设备)连接在电阻器上方但晶体管下方。当晶体管关闭时,下拉(通过电容器)将线路带到逻辑低电平。当晶体管打开时,RX(设备)线通过晶体管被上拉到逻辑高电平,这是一个比电阻器低阻抗路径到电压电平(本质上是二极管)的路径。如果没有电阻器,启用晶体管将创建从 5V 到接地的大部分直接路径,这又是一件坏事。

简短的回答是,一个开放的输入需要一些有限的电流,以确保电压。如果电流为零,则无法确定电压。因此,上拉和下拉电阻将引脚偏置到某个固定电压。