本帖最后由 zhaossy 于 2015-1-18 01:42 编辑
分压电阻一般用在降压电路上,如万用表的高压档,将1000V分压成10V;也用在放大电路上,如万用表的低压档,将1V放大到10V电路,或将100mV放大到10V电路;一般来说,用在放大电路的增益电阻网络,叫作比例电阻更为合适。 对于分压电阻或比例电阻,绝对温漂意义不是很大或不是最直接因素,关键是相对温漂或比例温漂(Ratio TC),因为比例电阻不论是用在分压电路还是用在放大电路,关心的是两个电阻比值是否稳定。假如2个电阻绝对温漂是100ppm,如果能够确保2个电阻各项参数高度匹配,那么理论上其比例温漂为零,就是理想状态的比例电阻了。当然比例电阻中每个电阻的绝对温漂越小,越容易制作比例温漂小的比例电阻,这一点大家在DIY低温漂比例电阻时应充分重视。 用分立电阻做分压电阻,一是确保2个电阻的绝对温漂尽量一致(2个电阻的温漂较大,只要温漂曲线一致,其比例温漂也会急剧的变小),二是确保2个电阻的工作环境温度尽量一致,(尽量使用体积较小的电阻,但体积较小的电阻功率也相对变小,发热量变大,容易导致分立电阻的温度偏差,所以说这也是一个矛盾体,类似放大器的带宽和增益,二者不可兼得,只能按实际指标要求来折中考虑),三是使用相同材料或低热材料连接2个电阻及端子(DIY高精度测量电路的难点之一就是如何抵消信号通路的热电势)。 在DIY低温漂(此处特指RatioTC)分压电阻时,应将2个电阻密封,减少热对流,并使2个电阻相对于基板的高度一致,减少温度梯度差。考虑到实际的电阻构造及生产工艺,相同阻值且同批次生产的电阻,其温漂特性也更容易接近一致,所以用同一个包装里的相同阻值的电阻做分压电阻比较明智,考虑到比例不是1:1的情况,可以用相同参数的电阻串并联来获得,因为理论上只要这些电阻温漂参数一致,那么串联或并联后的电阻的温漂变化也是一致的,这样只要确保这些电阻处在相同的温度环境下,那么其比例温漂参数是可以极为有效的降低的。 图1是我设计的一个用在10倍和100倍放大电路上的比例电阻的电路图,图2是+7V电压基准转变成+10V和-10V电压基准的增益电阻网络。图3是图1对应的PCB图,做好后的电路板先用小剂量的热阻小(导热性能好)的密封胶密封,用于内部均热,然后用隔热材料包裹,用于与外界隔热,最后罩上一个铝壳,用于屏蔽。需要注意的地方是,这个PCB是用普通工艺制作的,焊盘及过孔均镀锡,因为选用的10ppm的0805封装的电阻引脚也是镀锡的;考虑到热电偶效应,应将焊盘之外的走线(track)上再走一根solder层的线,做出的PCB的走线就都变成镀锡的了,这样整个电阻模块内部的走线均是锡材料,或是锡与锡连接,目的是降低热电势,因为相同材料连接处的热电势是零。对于直接焊接在电路板上的分压电阻或比例电阻,应使每个电阻处在同一高度,并远离发热器件,最好在电阻网络周围加一个金属环或屏蔽罩,用于避免热对流。 用相同参数(阻值和温漂)的电阻串并联制作分压电阻或比例电阻能够有效的降低比例温漂值,但还有一点对于DIY来说是很难实现的,那就是如何实现电阻的自发热量一致的问题;如图1所示的串并联比例电阻,串联部分的电阻和并联部分的电阻,其流过的电流值是不一样的,所以发热量也不一致,这样即使每个电阻的温漂特性一致,因为他们所处的温度不一致,那么其阻值的变化量也是不一致的,从而导致比例温漂有变化。如果你设计的电路要求更高,那么只能选用或定制成品比例电阻了,当然这种成品电阻内部不应该是通过串并联电阻来实现的,或是只有等效串联电阻,这样就没有发热量不均问题了;当然成品比例电阻,也要面对如何实现电阻材料均匀和确保每个电阻散热均匀的问题。 以上是我在制作比例电阻或分压电阻时的一些经验或体会,谬误之处难免,希望大家斧正。
图1
图2
图3
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2015年1月18日于杭州 zhaozhengzhou@126.com
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