Dans la conception de circuits électroniques,résistanceLa dérivation et la division de la pression sont des concepts très fondamentaux et importants. Un calcul raisonnable des résistances shunt et diviseur de tension peut non seulement garantir le fonctionnement stable du circuit, mais également protéger efficacement les composants et améliorer les performances globales. Cet article présentera systématiquement les formules de calcul de résistance du shunt et de la division de tension pour aider les lecteurs à comprendre en profondeur et à appliquer ces connaissances de manière flexible.
1. Concept de base de la résistance shuntLes résistances shunt sont souvent utilisées pour mesurer le courant ou mettre en œuvre une distribution de courant. Il est connecté en parallèle dans le circuit, permettant à une partie du courant de traverser la résistance, atteignant ainsi l'objectif de shuntage. La résistance de la résistance shunt est généralement faible pour réduire la chute de tension dans le circuit.
2. Formule de calcul de la résistance du shuntLe calcul de la résistance shunt est basé sur la loi d'Ohm et le principe de répartition du courant. Supposons que le courant total soit I, la résistance totale soit R et la tension lorsque le courant total passe est U, alors la résistance shunt Rs et la résistance principale Rm satisfont :
\[ Je = Je_m + Je_s \]
\[ U = I_m \times R_m = I_s \times R_s \]
Par conséquent, la formule de calcul de la résistance du shunt est la suivante :
\[ R_s = \frac{I_m}{I_s} \times R_m \]
Parmi eux, I_m est le courant sur la résistance principale et I_s est le courant sur la résistance shunt.
3. Concepts de base des résistances de division de tensionUne résistance de division de tension est une technique qui distribue proportionnellement la tension totale d'un circuit à chaque résistance en connectant plusieurs résistances en série. Les diviseurs de tension sont largement utilisés dans le conditionnement de signaux analogiques, l'acquisition de signaux de capteurs et d'autres domaines.
4. Formule de calcul de la résistance de division de tensionIl y a deux résistances série R1 et R2, la tension totale est V et le courant total est I, alors :
\[ V = I \times (R_1 + R_2) \]
La tension V2 aux bornes de R2 dans le diviseur de tension est :
\[ V_2 = I \times R_2 = V \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]
Par conséquent, la formule de calcul de la résistance de division de tension est la suivante :
\[ V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_1 + R_2} \]
C’est également la formule de pression partielle la plus couramment utilisée.
5. Calcul des résistances de division de tension à plusieurs étagesLorsque plusieurs sorties de tension sont requises, une division de tension à plusieurs niveaux peut être réalisée grâce à plusieurs résistances en série. La formule de calcul pour chaque tension de nœud est :
\[ V_{n} = V_{in} \times \frac{\sum_{i=n+1}^N R_i}{\sum_{i=1}^N R_i} \]
Parmi eux, N est le nombre total de résistances série, R_i est la valeur de résistance de la i-ème résistance et V_n est la tension du n-ème nœud.
6. Précautions pour l'application pratique des résistances shuntSi la résistance de la résistance shunt est trop grande, la tension du circuit peut chuter, affectant le fonctionnement normal ; si la résistance est trop petite, la mesure du courant peut être inexacte. De plus, la consommation électrique de la résistance shunt doit également être prise en compte, et une résistance avec un niveau de puissance approprié doit être sélectionnée pour éviter les dommages dus à la surchauffe.
7. Erreur et réglage de la résistance de division de tensionDans les applications pratiques, la tolérance des valeurs de résistance entraînera des erreurs de division de tension. Pour améliorer la précision, des résistances avec une faible erreur et une stabilité élevée doivent être sélectionnées. De plus, en ajustant le rapport des valeurs de résistance, la tension de sortie requise peut être obtenue.
8. Application combinée du shunt et du diviseur de pressionDans les circuits complexes, les shunts et les diviseurs de tension sont souvent utilisés en combinaison. Par exemple, un circuit de mesure de courant nécessite à la fois une résistance shunt pour mesurer le courant et une résistance diviseuse de tension pour ajuster la tension du signal afin d'obtenir une collecte précise du signal.
9. Outils de calcul et assistance logicielleDans la conception moderne, de nombreux logiciels de conception de circuits (tels que Multisim et Altium Designer) intègrent des modules de calcul de résistances de shunt et de diviseur de tension pour aider les ingénieurs à réaliser la conception rapidement et avec précision et à réduire les erreurs de calcul humaines.
Les calculs de résistances de shunt et de diviseur de tension sont des principes fondamentaux dans la conception de circuits électroniques. La maîtrise de ses formules de calcul et de ses compétences d'application peut améliorer efficacement les performances et la stabilité du circuit. Cet article part des concepts de base de la division du débit et de la pression et présente en détail diverses formules de calcul et considérations d'application pratique, dans l'espoir de fournir aux lecteurs une référence et des conseils pratiques. Lors de la conception d'un circuit, ce n'est qu'en combinant la théorie et les conditions réelles et en sélectionnant rationnellement les paramètres de résistance que l'effet de circuit idéal peut être obtenu.
