如何选择合适的电阻型分压器

如何选择合适的电阻型分压器

无论你的应用是精密电压基准还是仪表放大器，分压器都在高精度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？

● 如果我使用精度达到±0.1%的电阻，那么我的输出电压精度将在±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。

图1 普通双电阻分压器

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，输出电压精确地按照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最大误差就等于电阻的固有容差。但是如果R1≠R2，情况又如何呢？