电阻（6）限流、分压、采样、频率特性篇

前几章谈到了电阻的一般框架，现在我们来学习一下电阻框架的具体知识。

首先，在谈到电阻功能之前，让我们先谈谈交流转直流(AC--DC)有一个感性的认知，后续会慢慢讲细节，一般在220V交流输入供电首先进行AC--DC的转换，交流电整流成直流220V*1.414=311V，此时直流电压为311V。交流整流为直流再利用的原因是交流电就像汹涌的黄河水，很难利用它。

因此，我们必须在下游建立一个水库来储存水。只有这样，我们才能得到一个平静的水面，更好地利用它，如灌溉和饮用。这就是为什么交流电应该首先整流为直流电，并用刚才的例子进行类比。

当然，在日常生活中，我们必须将水库中的水引入水塔，然后引入水箱。在相应的电路中，我们弱电路的部件电压很低，15V12V5V3.3V等等，所以弱点是311V的直流电，降压得来的。

比如现在手机充电器5V3A输出、9V3A输出、11V3A输出等。充电器通过市电220V转换以获得不同的电压。

当然，回到刚才水库的例子，我们生活中水库的水位会因为很多原因而波动，所以我们需要监测水库的水位。

同样，在硬件电路中，网波动、负载突变或电路异常，也会导致311V电压波动，因此需要监因为电压下降，负载不变，电流会变大，导致负载异常或损坏，这就是为什么电压监测

而PCB最高的直流电压，我们称之为母线电压，所以一块PCB板上的母线电压不一定是310V也可能是24V或12V，至于母线电压，取决于板载最高电压。

在电路中，我们监控母线电压称为采样，所以采样母线电压，就像我们的水库用一些仪器测量水位到监控室，我们也想把信息传输给单片机，我们想知道单片机引脚可以接受电压很低 5V 3.3V，母线电压不能直接输送到单片机，因此必须通过电阻降压。

二、电阻的作用

了解以上概念，现在我们进入正题

1.分压:这张图是分压，通过电阻降压获得低压信号，然后传输给单片机。R1和R二是电阻，利用电阻分压，得到一个很低的电压值传递给单片机，单片机引脚承受电压低3.3v--3.6v因此，我们应该利用电阻分压将低压传递给单片机。

1.1.分压电阻的精度应相对较高。

1.2.右侧分压电路的电阻值R1=R2，电源为12V，A点电压为6V，串联电路中的总电压等于各部分电路两端的总电压。

1.3、左边分压电路电阻值R2>R1，电源为12V，公式为Va = R1/R1 R2*12V,1k/1k 2k*12 =4,

所以Va就等于4V

1.4.电阻并联公式:R = R1*R2/R1 R2

1.4.1、1k*1k/1k 1k = 500R 换算一下0.5K

1.4.2、2K*1K/2K 1K = 0.7R

结论：电阻串联分压，电流等，并联分流，电压等。

2.限流：此图为分压，R1电阻的位置是电路中的限流，以防止大电流损失LED灯。

2.1.可以选择精度误差稍大的限流电阻，即使误差大，也不会对电流产生太大影响。

3.在谈论采样之前，让我们先了解概念

3.1.我们学习了电阻可以分压和限流。现在我们来学习采样电流。为什么采样电流需要电阻？因为电阻符合欧姆定律，电流通过电阻，电阻两端会产生压降，U=I*R，并遵循欧姆定律，电流和电压是一个接一个的 对应关系，就是知道电压就知道电流。为什么要用电阻将电流信息转化为硬件电路设计中的电压信息？在硬件电路设计中，为什么要用电阻将电流信息转换为电压信息？由于电流参数不能直接输入单片机，因此只能将电流转换为电压，然后发送给单片机的引脚

例如，在硬件电路设计中，为了采样电流，需要将电流信号转换为电压信号，以电压信号的形式传输信号，然后电流不断变化，电阻两端的电压也不断变化。我们称之为模拟信号，如0-5V这是模拟信号，而数字信号和模拟信号是两个极端，如0-5V来回跳变。

回到刚才电阻采样的话题，比如电阻是0.1R，主回路电流为1A,相应的欧姆定律是U = IXR 0.1*1 = 0.1V，这样，我们就可以通过电流和电阻之间的关系来推断电压。同样，如果我们知道电压和电阻，我们就可以知道电流 0.1A它是电流信号，转换为单片机和其它设备可以识别的电压信号，因此无论是设备还是单片机，这种轻量级的变化都不容易识别，对于单片机和器件来说，0.1v、0.2v、0.3v,它们都被认为是低电平或GND，所以会有专门的放大电路，0.1V放大后再传输，则该装置称为采样电阻

在谈论采样之前，让我们先了解一下高频电路中的电阻。

4.1.在低频场合，根据上述理解，它只是一个简单的电阻

4.2.在高频场合，电阻会像寄生虫一样产生寄生参数。由于工艺和材料会产生寄生电容和寄生电感，下面是高频场合电阻的等效模型，C二是电阻内寄生电容，C一是引脚及焊接处的寄生电容，L1,L二是电阻两端的寄生电感。

如果我们采样电流，因为有寄生电感，所以AB两端会有压降，导致测量电压不准确。

但对于高频信号，寄生电容的影响一般被忽略，因为电容C1容抗比电阻R5的阻抗要大得多，电阻的阻抗与电容的容抗并联，就像你在0一样.1R电阻旁边并联10个KR电阻没有改变R因此，在高频下，我们不必考虑寄生电容的影响。

但是L1,L两个寄生电感和电阻R5是串联关系，我们采样电阻的两端 AB 寄生电感带来的电压叠加在电压之间。显然，电感不符合欧姆定律，所以，如果我们仍然按照欧姆定律计算 AB 它们之间的压降并不代表电阻两端的压降。它不能反映主回路电流的真实大小

5.采样:前面铺了这么多路，就是提醒大家，普通电阻的电流采样是不准确的。因此，采样电阻必须用于电流采样，也称为无感电阻。它的寄生电感在实际工程应用中几乎没有。然后，如果在高频电路中使用采样电阻，采样压降真实反映了电路中的电流。

所以在重要的地方，比如主回的电流采样才会用到专门的采样电阻，在硬件电路设计中，还有很多地方用的是普通电阻，虽然说那些地方是弱信号，不像主回路的信号，但是有些弱信号，它的频率依然很高，所以还是会带来寄生参数的问题

        6、高频场合：现给大家解释一下高频场合，高频场合就是有一些产品的主回路上，会有高频的开关，当开关打开时，电阻上有电流；当电阻关闭时，电阻上无电流，就好比水管里的水，当水闸以高频的方式使用时，此时水流就会很激烈，同理电流在电路中也会很激烈，而在电路中，这种电流变化的激烈程度，可以用一个数字符号来等价ΔI/ΔT，如果这个变化很剧烈，变化很陡峭，那么ΔI/ΔT就越大，0A到1A这个时间越短，沿就越陡峭，变化就越剧烈，换个思路就ΔI=1A不变，ΔT越短，那么ΔI/ΔT就越大。