在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia
，模mo擬ni信xin號hao由you阻zu抗kang比bi決jue定ding。如ru果guo硬ying件jian開kai發fa人ren員yuan能neng夠gou了le解jie長chang期qi保bao持chi穩wen定ding的de精jing密mi模mo擬ni電dian子zi電dian路lu的de好hao處chu，他ta們men就jiu可ke以yi利li用yong數shu字zi係xi統tong的de完wan整zheng分fen辨bian率lv。本ben文wen將jiang重zhong點dian討tao論lun線xian性xing固gu定ding電阻器的阻抗。

 

1 數字交流/直流轉換

 

數字化是將數值空間和時間空間中連續的信號轉換為數值空間和時間空間中離散的信號。

 

表1 ：A/D轉換器最重要的參數及其對應值

 

A/D 轉換器的分辨率會具有另外的作用。其他基本條件（例如 Kotelnikov 和 Shannon 的采樣定理
、混疊濾波器或各種類型的 A/D 轉換器）不在本文討論範圍之內。

 

2 模擬信號處理

 

在測量技術領域，信息並不能始終用作數字或頻率信號。信號幅度必須使用分壓器降低到適合 A/D 轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)水(shui)平(ping)，或(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)放(fang)大(da)器(qi)而(er)提(ti)高(gao)。分(fen)壓(ya)器(qi)的(de)比(bi)例(li)因(yin)子(zi)或(huo)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)增(zeng)益(yi)因(yin)子(zi)取(qu)決(jue)於(yu)兩(liang)個(ge)電(dian)阻(zu)的(de)相(xiang)對(dui)性(xing)能(neng)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)隻(zhi)要(yao)兩(liang)個(ge)電(dian)阻(zu)的(de)性(xing)能(neng)同(tong)樣(yang)好(hao)或(huo)同(tong)樣(yang)差(cha)，兩(liang)個(ge)電(dian)阻(zu)的(de)比(bi)率(lv)就(jiu)始(shi)終(zhong)相(xiang)同(tong)，因(yin)此(ci)，電(dian)路(lu)與(yu)電(dian)阻(zu)的(de)屬(shu)性(xing)無(wu)關(guan)。然(ran)而(er)，電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)屬(shu)性(xing)永(yong)遠(yuan)不(bu)會(hui)相(xiang)同(tong)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)兩(liang)個(ge)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)比(bi)率(lv)會(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。該(gai)比(bi)率(lv)隨(sui)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)
、功耗和不同薄膜溫度下的老化而變化。

 

3 TCR 跟蹤的影響

 

本(ben)例(li)采(cai)用(yong)分(fen)壓(ya)器(qi)研(yan)究(jiu)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)對(dui)各(ge)種(zhong)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)的(de)影(ying)響(xiang)。形(xing)成(cheng)完(wan)整(zheng)的(de)差(cha)分(fen)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)近(jin)似(si)方(fang)程(cheng)式(shi)，而(er)該(gai)方(fang)程(cheng)式(shi)可(ke)以(yi)估(gu)算(suan)由(you)於(yu)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)阻(zu)變(bian)化(hua)對(dui)於(yu)比(bi)例(li)因(yin)子(zi)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)。

 

  方程式1

 

假定 A/D 轉換器的分辨率對應於允許的誤差，並且兩個電阻器都經曆相同的溫度變化，則根據所要求的 TCR 跟蹤，通過置換而得到以下近似方程式。

 

  方程式2

 

在電子表格程序中

，兩個電阻器的必要 TCR 跟蹤可以根據彼此數據相互估算，作為分壓器所需精度和所用溫度範圍的函數。

 

對於緊鄰參考溫度範圍內運行的應用
，如音頻
，必要的 TCR 跟蹤表明溫度係數之間允許存在相應的較大偏差。然而
，如果對精度的要求很嚴格，則建議在溫度波動約 10K 時使用高級薄膜電阻器。

 

表2  ：顏色表示電阻器從厚膜電阻


、薄膜電阻向箔電阻發展的技術建議

 

4 薄膜芯片排阻器

 

dianluzhongdedianzuhuishoudaohuanjingwenduhegonghaodeyingxiang。zaicileiyingyongzhong，dianzuzhigenjuwenduyinglihesuoshiyongdedianzucailiaoeryibutongdesulvbiandahuobianxiao。ruguodianzuyinwenduchayierchuxianbutongchengdudelaohua，fenyaqidebiliyinzijiangzaishiyongshoumingneibianhua。weilezuidachengdudijiangdizhiliangweihuhexiaozhunchengben，duiyujingmicelianggongcheng，bixukaolvjuyouxiangtongwenduxishuherongchaduidedianzuqi。ruguojiangsuoxudedianzuqishejizaiyigejibanshang，zesuoyoudianzuqijunyouwenduxishujihuxiangtongdetongyidianzucailiaozhicheng。youyuzaixiangtongdejibanshang，dianzuqizaishiyongqijianyaochengshouxiangtongdewendu。jieguo
，laohuaxiaoyingdesulvhefudushijishangyexiangtong。

 

下(xia)圖(tu)顯(xian)示(shi)了(le)用(yong)於(yu)芯(xin)片(pian)排(pai)阻(zu)器(qi)的(de)陶(tao)瓷(ci)基(ji)板(ban)。每(mei)個(ge)單(dan)獨(du)的(de)芯(xin)片(pian)排(pai)阻(zu)器(qi)上(shang)至(zhi)少(shao)存(cun)在(zai)兩(liang)個(ge)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)屬(shu)性(xing)的(de)電(dian)阻(zu)器(qi)。此(ci)例(li)中(zhong)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)四(si)個(ge)單(dan)獨(du)電(dian)阻(zu)值(zhi)的(de)排(pai)阻(zu)器(qi)。

 

圖1 ：芯片排阻器的陶瓷基板

 

溫度對電阻器性能的影響幾乎毫無關聯，因為芯片排阻器由相同的電阻材料製成，並且由於共同的 TCR 退(tui)火(huo)工(gong)藝(yi)，它(ta)們(men)的(de)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)曲(qu)線(xian)幾(ji)乎(hu)相(xiang)同(tong)。如(ru)果(guo)施(shi)加(jia)在(zai)芯(xin)片(pian)排(pai)阻(zu)器(qi)上(shang)的(de)應(ying)力(li)不(bu)同(tong)，則(ze)溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)阻(zu)器(qi)會(hui)將(jiang)承(cheng)受(shou)較(jiao)小(xiao)應(ying)力(li)的(de)電(dian)阻(zu)器(qi)升(sheng)高(gao)到(dao)幾(ji)乎(hu)相(xiang)同(tong)的(de)溫(wen)度(du)。在(zai)測(ce)量(liang)溫(wen)度(du)時(shi)
，滿(man)負(fu)荷(he)電(dian)阻(zu)與(yu)無(wu)負(fu)荷(he)的(de)電(dian)阻(zu)之(zhi)間(jian)僅(jin)測(ce)得(de)約(yue) 3K 的溫差（見圖2）。

 

圖2

 

有了這些結果
，各個電阻器的值變化可以使用漂移方程來估算
，而且可以確定每個電阻器的相對偏移變化。下圖3 顯示
，在 8 位 A/D 轉換器中使用的分立式薄膜電阻器的漂移可以忽略不計
，但對於 10 位轉換器，LSB 僅在 5000 小時後出現誤差。對於 12 位及更高位的轉換器，建議使用芯片排阻
，因為即使在運行的最初幾個小時內，分立式電阻的阻值變化仍會超過分辨率。

 

圖3

 

5 公差的影響

 

仍然需要指出的是，可根據要求為芯片排阻提供公差匹配。通過此功能，如果有必要
，可以消除電子生產線末端的校準步驟
，從而提高 SMD 生產線的效率。

 

6 模擬電路的規則

 

用yong於yu高gao分fen辨bian率lv數shu字zi係xi統tong的de模mo擬ni信xin號hao處chu理li是shi一yi項xiang有you挑tiao戰zhan性xing的de綜zong合he任ren務wu。為wei了le使shi工gong作zuo能neng夠gou以yi更geng具ju結jie構gou化hua的de方fang式shi手shou動dong進jin行xing

，以yi下xia是shi一yi些xie處chu理li電dian阻zu器qi或huo開kai發fa具ju有you高gao數shu字zi分fen辨bian率lv的de模mo擬ni電dian路lu的de基ji本ben規gui則ze：

 

●  勿將分壓器直接連接到 A/D 轉換器。要始終在二者之間連接阻抗轉換器

●  如果使用的溫度偏離 +20°C 的電阻器參考溫度，則注意 TCR 效應

    ○ 電阻器的 TCR 不是線性的

    ○ 電阻器的 TCR 隨生產批次而不同

    ○ 一個包裝批次中可以有兩個生產批次

    ○ 使用樣品在實驗室中可行的操作在第一批產品的生產中可能會出錯

●  為了最大程度地減小功耗對偏移量的影響，應使用盡可能大的電阻

●  在一個信號路徑中，將電阻器盡可能靠近放置，使它們溫度保持接近

    ○ 注意！注意絕緣坐標

●  注意熱效應（塞貝克效應）

    ○ 避免使用徑向布線的電阻
；最好采用軸向設計

    ○ 僅將 SMD 電阻放置在與熱流平行的位置

    ○ 注意與電路板走線的熱關係相同

●  使用盡可能長期穩定的電阻

    ○ 注意 EN 60115-1 中連續負荷條件下的漂移規格

    ○ “典型”規格表示未經統計驗證的平均值

●  盡可能使用薄膜芯片排阻器
，因為這些產品提供了 TCR 和偏移跟蹤或公差匹配

 

所有行業領域都使用檢測模擬信號並針對數字電路進行處理的方式。沒有一個電阻器係列可以滿足所有領域的要求。因此
，Vishay 推出了廣泛的產品組合。在初步選擇時需要提供支持的客戶以及有特殊問題的客戶可以直接聯係適當的產品專家。

 

 關於作者 

 

Ove Hach 於 1998 年開始擔任 Vishay Intertechnology 的應用工程師，目前則擔任 Vishay Draloric 和 Vishay Beyschlag 電阻器品牌的產品營銷高級經理。Hach 擁有基爾應用科技大學的 Dipl. -Ing. (FH) 學位，自 2005 年以來一直是 DKE K663 標準化委員會的成員。

 

 

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