Spannungsverteilungskalculator
Verständnis von Spannungsvierteilern
Basische Prinzipien
Ein Spannungsverstärker ist ein Schaltkreis, der eine Ausgangsspannung produziert, die eine Fraction der Eingangsspannung ist. Er besteht aus zwei oder mehr Widerständen in Reihe verbunden, mit dem Ausgang über einen der Widerstände angenommen.
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))
Power(R1) = (Vin - Vout)² / R1
Power(R2) = Vout² / R2
Zwei. Was ist ein Spannungsvoller?
Eine Spannungsvielfacher ist eine Reihe von Widerstandern, die ein Ausgangsspannungsverhältnis erzeugt, das einer Eingangs- Spannung entspricht. Gängige Anwendungen umfassen:
- Ebenenverschiebung für Sensoren und ADCs
- Bezugsspannengeneration
- Biasing für Transistoren und OP-Amps
- Signalattenuierung
Wie funktioniert ein Spannungsvielfacher?
Funktion und Arbeitsweise von Spannungsdividern:
| Parameter | Formula | Notes |
|---|---|---|
| Output Voltage | Vout = Vin × R2/(R1+R2) | No load |
| With Load | Vout = Vin × (R2∥RL)/(R1+R2∥RL) | Load effect |
Ladungseffekte
Wenn ein Belastung an die Ausgangsleitung angeschlossen wird, bilden sie eine parallele Kombination mit dem unteren Widerstand, der den Ausgangsvoltage beeinflusst:
- Belastungswiderstand verringert effektives R2
- Ausgangsspannung verringert sich
- Stromfluss steigt
- Energieverluste ändern
5. Zu welchem Zeitpunkt einen Spannungsre divider verwenden.
Gemeinsame Szenarien für den Einsatz von Spannungssplittern:
Analog-Digital-Wandler Eingangsjustierung
- 5V zu 3,3V-Umstellung
- Zuweisen von 12 Volt zu 5 Volt
- Batterie Spannungsanzeige
- Sensorenausgangskalibrierung
Referenzspannung
- Referenzen zu Op-Amp
- Komparatorgrenzwerte
- ADC-Referenzen
- Genauigkeit von Spannungsschaltungen
Voltageschaltkreisberechnungen
Wichtige Formeln und Berechnungen:
| Typus | Formel | Anwendung |
|---|---|---|
| Series Circuit | Vout = Vin × R2/(R1+R2) | Basic divider |
| Parallel Circuit | Vout = Vin × (R2∥RL)/(R1+R2∥RL) | With load |
| Multiple Resistors | Vout = Vin × (Rn/Rtotal) | Complex divider |
7. Gemeinsame Probleme und Lösungen
„Behebung von Spannungsabschnittsfehlern:“
Ladungsverluste
- Verwenden Sie niedrigere Widerstandsstände
- Bufferamplifier hinzufügen
- Eingabewiderstand
- Belastungsabfall berechnen
Leistungsaufnahme
- Überprüfen der Rataillierungsdaten
- Ermitteln Sie die Leistung in jedem Widerstand
- Verwenden Sie höhere Widerstandsgrößen
- Berücksichtigen thermische Effekte
8. Spannungsvielfachung gegenüber anderen Methoden
Im Vergleich von Spannungsvierteilern mit alternativen Lösungen:
| Methode | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Voltage Divider | Simple, low cost, no active components | Loading effects, power loss |
| Voltage Regulator | Stable output, load regulation | Higher cost, complexity |
| DC-DC Converter | High efficiency, isolation | Most expensive, EMI issues |
Besondere Anwendungen
Fortgeschrittene Spannungsvielfältersätze:
Kapazitive Spalter
- Akkuwellendivision
- Höhere Spannungsmessungen
- Frequenzanpassung
- Zündempfängerüberlegungen
Vielklick
- Viele Ausgangsspannungen
- Potenzmeteranwendungen
- Variablen Spannungsquellen
- Kaliberkreise
Zehn. Komponenten-Auswahl-Richtlinien
Wie man die Komponenten für Spannungsvielfachern auswählt:
| Komponente | Auswahlkriterien | Typische Werte |
|---|---|---|
| Resistors | Tolerance, power rating, stability | 1kΩ - 100kΩ, 1% |
| Potentiometers | Resolution, lifetime, linearity | 10kΩ - 1MΩ |
Schnellreferenz
Schlüsselgleichungen
Leergangwerten:
Mit Last RL:
Entwurftipps
- • Verwenden Sie Resistoren mit einer Toleranz von ±1%.
- • Temperaturkoeffizienten
- • Ladeeffekte berücksichtigen
- • Überprüfen der Leistungsbeziehungen
- • Verwenden Sie niedrige Widerständswerte für bessere Stabilität.
Gemeinsame Werte
Standardverhältnisse
1:1 = 50-%-Ausgang
Zwei zu eins = 33,3 % Ausgang
3:1 = 25%-Ausgang
9:1 = 10%-Ausgang
99:1 = 1 %-Ausgabestattung
typische Anwendungen
ADC Eingabe: 10 kΩ:10 kΩ
LED-Verstärker: 100kΩ/10kΩ
Levelverschiebung: 47kΩ:33kΩ
Referenz: 100kΩ/20kΩ