作者：Ove Hach， Vishay BCcomponents Beyschlag GmbH
近几十年来，数字化的不断进步深刻地改变了咱们的日子。咱们日常日子的每个范畴都离不开数字电路。功用越来越强壮的微控制器使得将模仿信号转化为高分辨率数字信号成为或许。在挑选上游丈量放大器的电阻时需求考虑哪些因素？为了使模仿电路合适数字电路，有哪些或许防止的过错？
在大多数情况下，模仿信号由阻抗比决议。假如硬件开发人员能够了解长时间坚持安稳的精细模仿电子电路的优点，他们就能够运用数字体系的完好分辨率。本文将要点评论线性固定电阻器的阻抗。
数字沟通/直流转化
数字化是将数值空间和时间空间中接连的信号转化为数值空间和时间空间中离散的信号。
表1
阐明：A/D转化器最重要的参数及其对应值
A/D转化器的分辨率会具有别的的效果。其他根本条件（例如Kotelnikov和Shannon的采样定理、混叠滤波器或各种类型的A/D转化器）不在本文评论规模之内。
模仿信号处理
在丈量技能范畴，信息并不能一直用作数字或频率信号。信号起伏有必要运用分压器下降到合适A/D转化器的水平，或许运用放大器而进步。分压器的份额因子或运算放大器的增益因子取决于两个电阻的相对功用。这意味着只需两个电阻的功用相同好或相同差，两个电阻的比率就一直相同，因而，电路与电阻的特点无关。但是，电阻器的特点永久不会相同，这意味着两个电阻器的比率会发生改变。该比率随环境温度、功耗和不同薄膜温度下的老化而改变。
TCR盯梢的影响
本例选用分压器研讨环境温度对各种温度系数的影响。构成完好的差分会发生一个近似方程式，而该方程式能够预算由于环境温度改变引起的电阻改变关于份额因子发生的影响。
方程式1
假定A/D转化器的分辨率对应于答应的差错，并且两个电阻器都阅历相同的温度改变，则依据所要求的TCR盯梢，经过置换而得到以下近似方程式。
方程式2
在电子表格程序中，两个电阻器的必要TCR盯梢能够依据互相数据彼此预算，作为分压器所需精度和所用温度规模的函数。
关于紧邻参阅温度规模内运转的运用，如音频，必要的TCR盯梢标明温度系数之间答应存在相应的较大差错。但是，假如对精度的要求很严厉，则主张在温度动摇约10 K时运用高档薄膜电阻器。
表2
阐明：色彩表明电阻器从厚膜电阻、薄膜电阻向箔电阻开展的技能主张
薄膜芯片排阻器
电路中的电阻会遭到环境温度和功耗的影响。在此类运用中，电阻值依据温度应力和所运用的电阻资料而以不同的速率变大或变小。假如电阻因温度差异而呈现不同程度的老化，分压器的份额因子将在运用寿命内改变。为了最大程度地下降质量保护和校准本钱，关于精细丈量工程，有必要考虑具有相同温度系数和容差对的电阻器。假如将所需的电阻器规划在一个基板上，则一切电阻器均由温度系数简直相同的同一电阻资料制成。由于在相同的基板上，电阻器在运用期间要接受相同的温度。成果，老化效应的速率和起伏实际上也相同。
下图显现了用于芯片排阻器的陶瓷基板。每个独自的芯片排阻器上至少存在两个具有相同特点的电阻器。此例中选用一个具有四个独自电阻值的排阻器。
图1
阐明：芯片排阻器的陶瓷基板
温度对电阻器功用的影响简直毫无相关，由于芯片排阻器由相同的电阻资料制成，并且由于一起的TCR退火工艺，它们的温度系数曲线简直相同。假如施加在芯片排阻器上的应力不同，则温度较高的电阻器会将接受较小应力的电阻器升高到简直相同的温度。在丈量温度时，满负荷电阻与无负荷的电阻之间仅测得约3 K的温差（见图2）。
图2
有了这些成果，各个电阻器的值改变能够运用漂移方程来预算，并且能够确认每个电阻器的相对偏移改变。下图3显现，在8位A/D转化器中运用的分立式薄膜电阻器的漂移能够忽略不计，但关于10位转化器，LSB仅在5000小时后呈现差错。 关于12位及更高位的转化器，主张运用芯片排阻，由于即便在运转的开端几个小时内，分立式电阻的阻值改变仍会超越分辨率。
图3
公役的影响
依然需求指出的是，可依据要求为芯片排阻供给公役匹配。经过此功用，假如有必要，能够消除电子出产线结尾的校准过程，然后进步SMD出产线的功率。
模仿电路的规矩
用于高分辨率数字体系的模仿信号处理是一项有挑战性的归纳使命。为了使作业能够以更具结构化的方法手动进行，以下是一些处理电阻器或开发具有高数字分辨率的模仿电路的根本规矩：
·勿将分压器直接衔接到A/D转化器。要一直在二者之间衔接阻抗转化器
·假如运用的温度违背+20 °C的电阻器参阅温度，则留意TCR效应
§电阻器的TCR不是线性的
§电阻器的TCR随出产批次而不同
§一个包装批次中能够有两个出产批次
§运用样品在实验室中可行的操作在第一批产品的出产中或许会犯错
·为了最大程度地减小功耗对偏移量的影响，应运用尽或许大的电阻
·在一个信号途径中，将电阻器尽或许挨近放置，使它们温度坚持挨近
§留意！留意绝缘坐标
·留意热效应（塞贝克效应）
§防止运用径向布线的电阻；最好选用轴向规划
§仅将SMD电阻放置在与暖流平行的方位
§留意与电路板走线的热联络相同
·运用尽或许长时间安稳的电阻
§留意EN 60115-1中接连负荷条件下的漂移标准
§“典型”标准表明未经计算验证的平均值
·尽或许运用薄膜芯片排阻器，由于这些产品供给了TCR和偏移盯梢或公役匹配
一切职业范畴都运用检测模仿信号并针对数字电路进行处理的方法。没有一个电阻器系列能够满意一切范畴的要求。因而，Vishay推出了广泛的产品组合。在开端挑选时需求供给支撑的客户以及有特别问题的客户能够直接联络恰当的产品专家。
关于作者：
Ove Hach于1998年开端担任Vishay Intertechnology的运用工程师，现在则担任Vishay Draloric和Vishay Beyschlag电阻器品牌的产品营销高档司理。Hach具有基尔运用科技大学的Dipl. -Ing. （FH） 学位，自2005年以来一直是DKE K663标准化委员会的成员。
