Warum gibt es in einem typischen Schaltplan so viele Widerstände?

Ich weiß, dass einige Widerstände Pull-up oder Pull-down verursachen oder als Spannungsteiler und / oder Stromteiler arbeiten .

Aber manchmal kann ich ihre Funktion in einigen einfachen Schaltkreisen nicht verstehen :

1. Nehmen Sie als Beispiel diesen Motortreiber (L9110) . Warum gibt es 2x4.7k Widerstände?
   Der L9110 kann laut Datenblatt 2,5 V bis 12 V empfangen

   

2. Oder nehmen Sie diesen Spannungsregler der Zenerdiode . Der 40-Ohm-Widerstand, das Ohmsche Gesetz, besagt, dass V = I x R ist. Wenn Sie den Widerstand erhöhen, wird der Strom gesenkt. Aber warum wird dieser 40Ω-Widerstand überhaupt benötigt? Warum nicht gerade durchfließen lassen (~ 0Ω)?

   

3. Oder zuletzt dieser RS232- Pegelumsetzer, ich verstehe die 10kΩ-Widerstände. Aber warum gibt es einen 4,7 kΩ Widerstand zwischen RX (Gerät) und TX (Gerät)? (Sollten sie überhaupt verbunden sein?)

   

Alle drei Schaltkreise zeigen Beispiele für Pull-up, Pull-down, Spannungsteiler und Stromteiler:

1. R1und R2sind Pull-up- Widerstände. Sie müssen beide haben, da Sie zwei Schalter haben, die sich in einem anderen Zustand befinden können (einer hoch, einer niedrig).
2. Der 40ΩWiderstand ist die obere Hälfte des Spannungsteilers . Der Zener ist die untere Hälfte des Spannungsteilers. Man kann sich vorstellen, dass der Zener seinen Widerstand automatisch so einstellt, dass die Spannung immer 6 Volt beträgt. Ohne den 40ΩWiderstand wäre der obere Draht bei 10 V und der Zener würde explodieren und versuchen, die Spannung dieses Drahtes auf 6 V zu senken. Wenn die 10-V-Versorgung auf einen Strom begrenzt wäre, der unter der Kapazität des Zeners liegt, würde der Zener den Draht auf 6 V herunterziehen und die Stromversorgung in den Strombegrenzungsmodus versetzen (anstatt die Spannung zu regeln), und die Schaltung würde einwandfrei funktionieren. Da es sich bei der Versorgung jedoch um einen Spannungsregler handelt, benötigen Sie den 40ΩWiderstand, damit der Zener seine Arbeit erledigen kann, ohne zu explodieren und ohne eine strombegrenzte Stromversorgung zu erhalten.
3. R3ist ein Pulldown- Widerstand. Ignorieren RX(MCU)und vorerst R2tippen sie einfach auf die TX(DEVICE)Linie. D1und C1bilden eine negative Stromversorgung. RS-232 benötigt technisch -12Vzur Signalisierung. Die TX(DEVICE)Leitung geht gelegentlich auf -12, und die Diode und der Kondensator speichern diese Ladung, so dass die TX(MCU)Leitung sie verwenden kann, ohne eine spezielle -12VStromversorgung in die Schaltung einzubauen. Es gibt einige Einschränkungen, aber für RS-232-Geräte, die die Einhaltung älterer RS-232-Spezifikationen erfordern, kann es gut funktionieren. R3Daher ist es ein Pulldown - wenn TX(MCU)es nicht hoch ist, RX(DEVICE)wird eine negative Spannung mit niedrigem Strom angezeigt. Wenn das Gerät verwendet-12V Auf der TX-Leitung spiegelt die RX-Leitung die Einhaltung der RS-232-Spezifikation durch das Gerät wider.

Im Fall des Zener-Reglers beträgt die Versorgung 10 Volt, und der Zener bemüht sich, die Spannung über sich selbst auf 6 Volt zu begrenzen. Wenn der 40-Ohm-Widerstand nicht vorhanden wäre, würde ein sehr großer Strom fließen, wenn der Zener versuchte, seine Sache zu tun, und der magische Rauch würde an vielen Stellen freigesetzt.

Wenn ich richtig gerechnet habe, führt der 40-Ohm-Widerstand 100 mA, um die 4 Volt von der 10-Volt-Versorgung auf die 6-Volt-Zenerdiode abzusenken. Da der 100-Ohm-Lastwiderstand 6 Volt (von der Zenerdiode gesteuert) hat, durchläuft er 60 mA, und der Zener leitet die verbleibenden 40 mA vom 40-Ohm-Widerstand durch.

1 und 3 haben den gleichen Grund. Es ist eine Strombegrenzung Pull Up oder Pull Down.

In 1 sind die Pull-up-Widerstände aus zwei Gründen vorhanden. 1, um den Standardzustand der Pins auf Logic High zu setzen, und 2, denn wenn dies nicht der Fall wäre, würde ein Drücken der Taste einen Kurzschluss von VCC / 5V direkt gegen Masse verursachen. Wenn du das tust, passiert schlechtes Zeug.

In 3 ist es ein Pulldown. Beachten Sie, dass RX (Gerät) über dem Widerstand, aber unter dem Transistor angeschlossen ist. Wenn der Transistor ausgeschaltet ist, bringt der Pulldown (durch den Kondensator) die Leitung auf Logic Low. Wenn der Transistor eingeschaltet ist, wird die RX-Leitung (Device) durch den Transistor auf Logic High gezogen. Dies ist ein Pfad mit niedrigerer Impedanz zu einem Spannungspegel (im Wesentlichen eine Diode) als der Widerstand. Ohne den Widerstand würde das Aktivieren des Transistors einen meist direkten Pfad von 5 V nach Masse erzeugen, was wiederum eine schlechte Sache ist.

Die kurze Antwort lautet, dass ein offener Eingang einen endlichen Strom benötigt, um die Spannung sicherzustellen. Wenn der Strom Null ist, wird die Spannung nicht bestimmt. Die Pullup- und Pulldown-Widerstände spannen den Pin auf eine feste Spannung vor.

Alle diese dienen zur Strombegrenzung. Das Ohmsche Gesetz besagt V=IR, dass wenn Sie also Rgleich Null machen, Sie für eine feste Vunendlich werden Iund Ihr Teil explodiert (weil P=IV).