如何选择合适的电阻型分压器

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无论你的应用是精密电压基准还是仪表放大器，分压器都在高电阻应用中占据了很大比重。虽然电阻型分压器只是简单的电路，但是在讨论它们的设计时仍然会出现问题和误解：

　　● 如果我的系统指定在-55～125℃的温度范围内工作，那么我的输出电压将会偏离理想值多少？

　　● 温度范围会对分压器的输出造成什么影响？

　　● 如果我使用达到±0.1%的电阻，那么我的输出电压将在±0.1%以内，对吧？

　　选择方法

　　目前主要有两种实现电阻型分压器的方式：通过将两个分立的片状电阻连接到公共端，或者通过使用分压器封装在内部的电阻网络进行连接。你所选择的类型可能会对分压器的性能有很大的影响。

　　普通电阻型分压器由两个电阻串联而成（如图1所示）。电压从分压器的顶端输入，由两个电阻之间的节点输出，而参考电压（通常是接地电路）则连接在分压器的底端。

　　分压器的工作原理遵从欧姆定律：V=IR。当电压(输入电压)施加在分压器输入端时，电流(I)会同时流过两个电阻。因此，根据欧姆定律，每个电阻两端所形成的电压将是输入电压的一部分。V1=I(R1),VOUT=I(R2)，而VIN=V1+VOUT。这样，输入电压被“分”成两个电压。

　　输出电压除以输入电压，可以得到分压器的传输函数：

　　VOUT/VIN=IR2/(I(R1+R2))=R2/(R1+R2)

　　传输函数表示，输出电压取决于输入电压以及R1和R2的阻值。在这种理想状态下，输出电压地按照R2/(R1+R2)计算，同时这个比值取决于输入电压，以及电阻元件能够工作的全部温度。但电阻并不是理想状态中的。实际的电阻具有固有容差和温度系数，可能会给电子系统引入很大的误差。

　　这些效应如何影响非理想状态下分压器的误差呢？让我们看一看固有容差对分压器输出电压的影响。如果分压器由两个分立电阻构成（如图2所示），那么输出误差不仅取决于分立电阻的固有容差，而且也取决于分压器的比值。如果R1=R2，那么由于电阻容差给输出电压所带来的误差就等于电阻的固有容差。但是如果R1≠R2，情况又如何呢？

　　如果R1和R2的阻值不同，那么电压输出的误差将逼近固有的电阻容差的两倍，如图3所示。分压器设计的坏情况出现在两个电阻的容差正好相反时。如果分压器的设计采用了容差为±0.1%的电阻，那么在此比率下输出误差坏可达±0.2%。

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目前主要有两种实现电阻型分压器的方式：通过将两个分立的片状电阻连接到公共端，或者通过使用分压器封装在内部的电阻网络进行连接。