電路設(shè)計中零歐姆電阻功能

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摘要：電路設(shè)計中經(jīng)常使用的一種元件是電阻。眾人周知，電阻在電路中起著分壓限流的作用。然而，在很多電路中，有時會遇到電阻值為零的電阻。既然歐姆電阻為零，它和導線有什么區(qū)別？為什么不把它們連起來呢？事實上，零歐姆電阻和直接導線連接是有區(qū)別的，并且零歐姆電阻在電路設(shè)計中有許多巧妙的用途。

關(guān)鍵詞：零歐姆電阻；電路設(shè)計；功能

電阻是使用最廣泛的電子元件，基本上每個印刷電路板和每個電子設(shè)備都有電阻。導體給電流帶來的阻礙便是電阻。由于電阻的用途廣泛，可以適用于不同的電路，因此電阻的作用肯定會因電路而異。電阻對電流有限流和分流作用，對電壓有分壓和降壓作用。其中導體的電阻越大，對電流的阻礙就越大。不同的導體具有不同的電阻［1］。

1零歐姆電阻介紹

零歐姆電阻也可以簡稱為一種跨接式電阻，它是一種特別的電阻。零歐姆電阻的阻值不能達到零，它的實際阻值很低。1／8W零歐姆插件電阻實際電阻約為0．004Ω，1／4W零歐姆插件電阻實際電阻約為0．003Ω。一般零歐姆電阻阻值約在50mΩ，誤差±5％的范圍內(nèi)。由于誤差和精度數(shù)值的存在，它與傳統(tǒng)芯片式的電阻具有相同的誤差精度指標［2］。零歐姆電阻分為繞線式電阻和貼片式電阻。對于貼片式電阻，它上面將使用“0”或“R000”來標記，說明它是一個零歐姆的電阻。對于繞線式的電阻，會在這個繞線體中間設(shè)置一個獨立的黑色圓圈。

2零歐姆電阻的功能

零歐姆電阻的作用歸結(jié)起來有兩種：兼容設(shè)計預留與短接。

2．1兼容設(shè)計預留

2．1．1調(diào)試與兼容。進行PCB圖設(shè)計的時候，我們就需要盡量顧及到它的相互兼容性，因為這種電路板都是經(jīng)過物理打磨和鍍銅，然后其位置就被固定住了。若設(shè)計中沒有完全顧及到它的相互兼容性，就會給電路板的調(diào)試階段造成很多不方便。為了盡可能多地采用一個電路原理框圖來適應之后項目的不斷升級和修訂，設(shè)計人員們經(jīng)常會將零歐姆電阻設(shè)計到ADC采集或傳感器模塊的電路中。如圖3所示，零歐姆電阻的增加在整個項目升級前都不會對電路的功能產(chǎn)生任何影響，而且在整個項目升級后還不需要再重新設(shè)計電路圖，很大程度上增加了開發(fā)的效率。2．1．2地線隔離。單片機的設(shè)計中，模擬電路地表示為AGND，數(shù)字電路地表示為DGND。AGND和DGND通常都是在一個電路中完全分離，這是因為在模擬電路與數(shù)字電路之間操作過程中，分離的接地線就可以有效防止電路運行時產(chǎn)生的電流與信號之間的相互干擾。然而，在集成電路板中，接地線一般會連接到末端。這時，可以將AGND和DGND之間外加一個零歐姆電阻后再將其連接在一起，就能夠達到很好的隔離效果。但這只能適用在電流較小的電路中，因為大多數(shù)零歐姆貼片電阻過流能力都有限［3］。2．1．3安全保護。一些電路板調(diào)試階段，經(jīng)常會看到很多針腳，必須用跳線帽端接?；蛴脫艽a開關(guān)控制電路閉合。雖然這兩種方法在調(diào)試階段比較方便。雖然這兩種方法在進行調(diào)試時都比較簡單易于操作，但在生產(chǎn)階段就必須謹慎地使用。因為在高頻電路中，空置引腳都是通過天線，非常容易對信號產(chǎn)生干擾。此外，撥碼開關(guān)很容易被不小心觸碰，導致電路板不能正常運行。因此，為了安全起見，可以使用零歐姆電阻替代插針和撥碼開關(guān)。2．1．4方便測試電流。電路系統(tǒng)設(shè)計完成后，通常需要對全部電路運行時的功耗進行測試。傳統(tǒng)的方法是先測量電流，然后利用電流來計算功耗，而測量電流的方法通常是用電流表串聯(lián)電路測量。此時，假如在要測量電流的地方放置一個零歐姆電阻，當要測量電流時，取下電阻并連接電流表。測試完成后，可直接焊接回零歐姆電阻，不會影響正常功能與運行。2．1．5預留電阻位置。如果在我們所設(shè)計的電路中，有些位置不明確或者是不知道需要多大電阻值的情況下，可以在該位置上預先保留一個電阻值的焊接空間，并且在其加上零歐姆電阻。在實際的電路進行調(diào)試中，可以輕松地更改各種電阻值的大小，然后在進行調(diào)試并確認恰當?shù)碾娮柚祬?shù)后，再將測試好的電阻放到預留的位置上。

2．2短接功能

2．2．1方便布線。PCB設(shè)計布線過程中，當遇到單層板而且電路板面積較小，連接線多的時候，會出現(xiàn)布線總是很難布過去的情況，特別是有些連線會出現(xiàn)需要繞很長一段線才能接通，如果通過零歐姆電阻后再連接，就可以很方便的到達所連線的位置，之后維修電路板也很方便。2．2．2噪聲抑制。由于零歐姆電阻本身的特點，可以有效地抑制回路中的電流，從而降低噪聲。事實上，零歐姆電阻并非是真正的零阻抗，只有超導體電路才能真正達到?jīng)]有任何阻抗。所以，零歐姆電阻在所有的頻段內(nèi)都發(fā)生了衰減。2．2．3充當電容電感。高頻電路系統(tǒng)中，當與外部電路特性相匹配時，零歐姆電阻可作為小電容或電感，是解決電磁兼容問題的好辦法。如在地與地之間，或在電源與芯片引腳之間放置零歐姆電阻。2．2．4當保險絲用。因為PCB板上電路的熔斷電流很高，在發(fā)生短路或過電流時很難熔斷，也會導致較大的電流事故。零歐姆電阻是低電流電阻，零歐姆電阻過電流很快發(fā)生熔斷，這樣能迅速斷開電路，防止發(fā)生更大的事故。通常，在一些要求不是很高的電路板上，一些阻值為零點幾或者幾歐姆的小電阻會用來做保險絲。

3總結(jié)

零歐姆電阻除了兼容設(shè)計預留和短接等用途之外，還有許多其他功能。例如，貼片的零歐姆電阻可以替代導線便于機器的焊接；在PCB板上放置多個顏色不同、封裝有差異、沒有標記阻值的零歐姆電阻，既不影響電路的工作運行，又增加了電路板被逆向工程的難度。因此，零歐姆電阻在電路設(shè)計中起著重要的作用，是電路設(shè)計中不可缺少的組成部分［4］。

參考文獻

［1］王國玉，余鐵梅．電工電子元器件基礎(chǔ)［M］．北京：人民郵電出版社，2006：1⁃7．

［2］呂炳仁．電阻器標稱阻值的制定原則和選用方法的探討［J］．電子產(chǎn)品世界，2012，19（6）：41⁃43．

［3］方慧蓉．基于數(shù)模混合的集成電路設(shè)計技術(shù)［J］．長春師范學院學報，2014，33（2）：61⁃63．

［4］楊宇紅，許曉云．電路設(shè)計中定值電阻的作用［J］．物理教學，2009，31（5）：23⁃25．

作者:賈志明 單位:山西省電子工業(yè)科學研究所有限公司