下面是一位同学用电阻分压原理设计的电源分压电路。
乍一看,15V由R1和R2两颗100k电阻分压成7.5V, 然后将负载信号Port1垫高,很合理嘛!
但是经过仔细推敲,就能发现其中的破绽。
首先,只要是电源,内阻就应该尽可能的小,因为这样驱动能力才强。
在上面的电路中,15V是电源,内阻肯定足够小。15V经过R1,R2分压成7.5V, 也是电源,但是这个电源的内阻就很大,无论从哪个方向看都是100K,驱动电流为:15V/200K=0.075mA,驱动能力很弱。具体表现就是当负载信号中的阻抗3K接上去的时候,可以近似地认为100K电阻和3K电阻并联,再和另一个100K电阻串联分压,这样电源肯定不是7.5V了。
要想提高电源驱动能力,就必须要想办法降低电源内阻。具体的做法是可以将分压电阻R1,R2由100K换成和负载电阻差不多,比如3K(如下图)。这样当负载和3K进行并联后,阻抗也不会变化太多,电源就比较稳定,也就是驱动能力变强了, 驱动电流提高为15V/6K=2.5mA。
其次,电源是不可以直接接信号负载的。
在上述电路中,由R1,R2分压出来的7.5V电源,直接接到了信号Port1上。这样就会导致,无论Port1信号的电压怎样变化,最终都会被7.5V拉住,保持在7.5V不动。另外一种极端的情况就是,当Port1在某种情况下接到地的时候,7.5V电源就被直接短路到地了,这可是电路设计的大忌。
正确的做法是在电源和负载信号间加一个电阻R0,一般选10K,如下图:
最后,总结一下电阻分压电源的两个重点:
1.电源内阻要足够小,分压后的电源也一样。
2.电源和负载之间要跨接电阻