Was ist die Verwendung von Zero Ohm & MiliOhm Resistor?

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Ich bin neu im PCB-Design und habe festgestellt, dass einige Schaltpläne 0Ω- oder 100mΩ-Widerstände verwenden. Was ist ihr Zweck und warum müssen wir sie in unserem PCB-Design verwenden?

Wenn wir prüfen möchten, wie viel Strom die Last aufnimmt, setzen wir normalerweise einen Steckbrückenstift über die Leiterplatte (und messen dann den Strom über den Stift mit einem Multimeter). Das Hinzufügen von Widerständen für diesen Zweck scheint viel PCB-Platz zu verschwenden. Ist dies der einzige Grund, warum 100mΩ-Widerstände anstelle eines Jumper-Pins platziert werden (da I = V / 0,1Ω)?

Wenn ja, gibt es eine Überlegung, die wir berücksichtigen sollten, wenn wir einen solchen mΩ-Widerstand an Bord bringen, damit er das Signal oder das Verhalten der Schaltung nicht beeinflusst?

Dennis
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Der 10R-Widerstand könnte alle möglichen Funktionen haben; Ohne (auch nur einen Teil) eines Schaltplans ist es unmöglich zu sagen. Es kann sich um eine interne Strommessung handeln (in diesem Fall wird eine hochpräzise angegeben). Dies kann ein erforderliches Teil im Datenblatt eines anderen Teils sein. Es könnte Teil eines Widerstandsteilers sein. Es könnte an einen Operationsverstärker angeschlossen werden, um die Verstärkung zu steuern.
pjc50
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Wir sind Kurzschluss von Borg. Widerstand ist zwecklos (wenn weniger als ein Ohm).
Dan Neely
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@Dan - Du meinst das
Stevenvh

Antworten:

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Null-Ohm- "Widerstände" werden häufig als Verbindungsglieder auf einzelnen Seitenplatinen verwendet, da sie von Bestückungsautomaten platziert werden können, die Widerstände einfügen können.

Hersteller von großvolumigen einseitigen Karten verwenden häufig eine separate Link-Einfügemaschine - deren erschreckend hohe Geschwindigkeiten gesehen werden müssen, um zu glauben.


Ein 1 Ohm Widerstand ist "nur eine weitere Komponente".
Es kann als Stromerfassungswiderstand oder für eine andere Schaltungsfunktion verwendet werden.

Bei Verwendung von Widerständen zur Stromerfassung zu Messzwecken.

Der Spannungsabfall im ungünstigsten Fall sollte im Vergleich zur Gesamtstromkreisspannung gering sein, damit sie den Betrieb nicht beeinträchtigen. ZB wenn ein Stromkreis 1 Ampere zieht und eine 5-V-Versorgung hat, würde ein 1-Ohm-Widerstand 1 Volt abfallen lassen. Dies ist 20% der gesamten Schaltkreisspannung und würde in praktisch allen Fällen der realen Welt übermäßig sein.
Ein 0,1-Ohm-Widerstand würde bei 1A = 2% der Versorgung um 0,1 V abfallen und KANN abhängig von der Schaltung akzeptabel sein.
Ein 0,01-Ohm-Widerstand fällt bei 1A = 0,2% um 0,01 V ab und ist fast immer akzeptabel.

Der 0,1-Ohm-Widerstand fällt mit 100 mV pro Ampere ab, sodass 1 mA 100 uV erzeugt.
Viele kostengünstige DMMs verfügen über einen 200-mV-Bereich mit einer Auflösung ( jedoch ohne Genauigkeit ) von 0,1 mV = 100 uV, sodass sie den Strom in einem 0,1-Ohm-Widerstand mit einer Auflösung von 1 mA auslesen können . Ebenso können sie Strom in einem 0,01 Ohm Widerstand mit einer Auflösung von 10 mA auslesen.

Das Anordnen der Messwiderstände mit einer geerdeten Seite ermöglicht eine massebezogene Messung, die möglicherweise zweckmäßig ist. Der Spannungsabfall darf den Schaltkreisbetrieb nicht beeinflussen.

Durch Umgehen des Messwiderstands mit einem Kondensator - möglicherweise 10 oder 100 uF, je nach Schaltung - werden die Auswirkungen auf die Schaltung weiter verringert.

Wenn hochfrequentes Rauschen vorhanden ist, verwenden Sie ein DMM oder ein anderes Messgerät, um die Spannung zur Berechnung des Stroms zu messen. Dies führt zu schlechten Ergebnissen, wenn Rauschen in das Messgerät eindringt. Verwenden Sie in einem solchen Fall einen z. B. 0,1-Ohm-Messwiderstand, speisen Sie die Spannung über einen 1-k-Vorwiderstand in das Messgerät ein und addieren Sie etwa 10 uF über die Messgeräteklemmen.

Russell McMahon
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Ein Null-Ohm-Widerstand ist im Wesentlichen ein zweckmäßig geformtes Stück Draht.
Stephen Collings
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Schöne und prägnante Antwort. Ich glaube, dass die richtige Terminologie hier "Shunts" oder "Shunt-Widerstände" ist. Diese Dinge sind meine Lieblingsorte, in die ich mein Oszilloskop stecke, wenn ich versuche zu verstehen, was los ist.
Pruzinat
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"... deren erschreckend hohe Geschwindigkeiten gesehen werden müssen, um geglaubt zu werden." - Du machst keine Witze! (das video ist von widerstand
einfügen
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@marcelm :-) - und hier ist ein Panasonic "Universal Axial Inserter" im Einsatz. Ich habe den Start auf 35 Sekunden eingestellt, da der vorherige Teil weniger konsistent ist. | Ich erinnere mich, dass der Wire-Link-spezifische Inserter wieder schneller war. Es speiste Draht von einer Rolle, formte, schnitt, steckte, band und schnitt ihn. || Hier gehen wir - wow agh wow - faaaaaast Draht Link ehemaligen Inserter
Russell McMahon
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Es gibt einen großen Unterschied zwischen einem 0 Ω-Widerstand und einem 1 Ω-Widerstand: Letzterer hat einen unendlich größeren Widerstand :-).

Die 0 Ω hat verschiedene Verwendungen:

  • selektive Verbindungen. Sie können Varianten Ihrer Schaltung erstellen, indem Sie den Jumper platzieren oder weglassen. So wie Sie eine Verbindung in Ihrem Schaltplanerfassungsprogramm löschen würden (= Jumper entfernen) und eine Verbindung zu einem anderen Punkt herstellen würden (= Jumper platzieren)
  • Routing erleichtern. Mit ein paar Jumpern über Leiterbahnen können Sie möglicherweise eine Einschichtplatte anstelle einer Doppellage verwenden, was Sie mehr kosten würde. In der Regel werden hierfür Jumper der Größe 0603 oder 0805 verwendet. 0402 sind zu klein, um eine durchschnittliche Spur zu überbrücken.
  • Geben Sie einen aktuellen Messpunkt an. Während der Entwicklung und des Testens können Sie einen niederohmigen Shunt-Widerstand einsetzen, um den Strom zu messen, und ihn für die Produktion durch einen Null-Ohm-Jumper ersetzen. Dann müssen Sie keine Leiterbahnen abschneiden, um den Shunt-Widerstand in den Stromkreis einzufügen. Wahrscheinlich weniger anwendbar, sollten , da Sie die aktuellen gemessen haben , bevor die endgültige PCB zu schaffen, sondern auch für sehr niedrige Stromkreise des Layout und PCB - Material Rolle kann und dann Sie tun wollen am letzten Brett messen.
stevenvh
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Ja, aber wo finde ich 0 Ohm Präzisionswiderstände? Ich kann nur 5% und 1% finden. Ich brauche mehr Genauigkeit als das ;-)
Olin Lathrop
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@Olin - Wenn der Widerstand zu gering ist, können Sie sie verkaufen, um Perpetuum-Handys mit Strom zu versorgen. Als nächstes setzen Sie sich ans Telefon und warten auf den Anruf, den Sie für den Preis nominiert haben . Oder Sie können den Fehler Ihres Lebens begehen und einen Typ mit höherem Widerstand in Reihe damit schalten.
Stevenvh
Ja, ich arbeite an einem Mikrocontroller, der eine Ladungspumpe betreibt, um sich selbst mit Strom zu versorgen. Große klunkige Motoren mit Generatoren funktionieren nicht, aber Mikrocontroller werden jetzt so effizient. Es ist Zeit, Hightech für Perpetual Motion-Maschinen zu entwickeln!
Olin Lathrop
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Viele Leiterplatten haben "optionale" Komponenten - verschiedene Konfigurationen des gleichen Grunddesigns. Es ist viel billiger, eine einzelne Leiterplatte / ein einzelnes Layout zu entwerfen und herzustellen und es dann unterschiedlich zu bestücken, um die verschiedenen Konfigurationen zu erhalten. Null-Ohm- "Jumper" werden verwendet, um optional Leiterbahnen zu verbinden, sodass sie auch dann funktionieren, wenn einige Komponenten fehlen oder Bits gesetzt sind, die der Controller lesen kann, um die Konfiguration zu kennen.
Brian White
@Olin Wenn Ihr 0 Ohm aus Aluminium besteht, können Sie ihm mit einem Schuss unterkühltem flüssigen Helium helfen.
Oakad
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Ich habe 0 Ohm Widerstände bei der Kalibrierung / Prüfung gesehen. Wenn Sie beispielsweise einen RC-Tiefpass auf eine Platine legen, aber feststellen, dass dieser nicht erforderlich ist, legen Sie statt eines Widerstands einfach eine 0 Ohm an und lassen den Kondensator ausgeschaltet.

Dieser selektive Aufbau von Rauschunterdrückungsschaltungen ist weit verbreitet; Wenn Sie eine relativ komplexe Standardhardware (z. B. DTV-Empfänger) öffnen, werden Sie möglicherweise feststellen, dass viele Entkopplungskondensatoren weggelassen werden. Dies liegt daran, dass sie die Platinen nach der Herstellung testen. Wenn sie nach der Qualitätssicherung zu laut sind, setzen sie einfach mehr Kondensatoren an verschiedenen Stellen auf, bis sie verstrichen sind. Einige extrem empfindliche Instrumentengeräte können völlig eigene Rauschunterdrückungskreise aufweisen (wie sie natürlich von einem grauhaarigen, bärtigen Mann eingestellt werden).

Außerdem: Sie können sie als eine Art verlöteten DIP-Schalter verwenden, um Funktionen für ein Gerät auszuwählen.

Penjuin
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Dies ist ein Nebeneffekt in Bezug auf die Frage, ergänzt jedoch das, was Russell über Stromerfassungswiderstände mit niedrigem Wert sagte.

Wenn Sie zur Strommessung Widerstände mit sehr niedrigem Wert verwenden, indem Sie eine diesem Strom proportionale Spannung erzeugen, müssen Sie den Widerstand der Verbindungen zu diesen Widerständen berücksichtigen. Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, eine sogenannte "4-Draht" -Messung durchzuführen. Sie leiten den Strom normal durch den Messwiderstand, messen jedoch die Spannung mit separaten Zuleitungen direkt über dem Widerstand. Bei richtiger Differenzmessung werden dadurch zusätzliche Spannungsabfälle ausgeglichen, die durch diesen Strom in den Hochstromverbindungen zum und vom Widerstand erzeugt werden.

Hier ist ein Beispiel für eine 4-Draht-Messung:

R1-R4 sind 100 mΩ-Strommesswiderstände, die in diesem Fall bis zu 4 Ampere führen können. Das System muss auf diese Ströme mit einer Auflösung von 1/4 mA am unteren Ende reagieren. Die Anschlüsse auf der linken Seite sind alle tatsächlich geerdet und werden kurz links von diesem Schnappschuss zusammengebunden. Stellen Sie sich das Problem vor, dass mehrere Ampere durch die oberen drei Widerstände laufen und versuchen, zwischen 1/4 mA und 1/2 mA zu unterscheiden, die durch den unteren fließen, obwohl der größte Teil des Erdungspfads isoliert ist. Diese Verstärker durch die oberen Widerstände verursachen leicht einen Masseversatz am unteren Widerstand, der deutlich größer ist als der Spannungsabfall, der durch 1/4 mA über R4 verursacht wird.

Die Lösung ist die 4-Draht-Messtechnik. Beachten Sie die beiden Drähte, die vom Innenanschluss jedes Widerstands kommen. Diejenigen gehen, was sind im Wesentlichen Differenzverstärker , dass nur reagieren auf die Differenz der Spannung zwischen den beiden Drähten. Diese Drähte können klein sein, da sie wenig Strom führen. Sie melden lediglich die Spannung an den Differenzverstärker.

Olin Lathrop
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Warum haben Leiterbahnen auf der unteren Ebene seltsame Winkel und kommen der entsprechenden Leiterbahn auf der oberen Ebene nicht so nahe wie möglich, da sie zu einem Differenzverstärker führen? Ist das nicht so kritisch?
Abdullah Kahraman
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@abdullah: In einigen Fällen wäre das wichtig, aber in diesem Fall sind die Signale sehr niederohmig und Rauschaufnahme ist kein Problem.
Olin Lathrop
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Flugzeuge müssen über einen einzigen Punkt verbunden werden. Das Platzieren eines 0Ω-Widerstands zwischen Netzen, die diese Ebenen darstellen, hilft, die Regel durchzusetzen.

Regomodo
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Er .. wie ist hier ein 0 Ohm Widerstand besser als eine Leiterbahn zwischen den Ebenen ??
Stevenvh
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Klar, wenn Sie das Layout verwenden, wird es nicht benötigt. Wenn Sie Schaltpläne weitergeben und der Designer nicht darauf achtet, können sie mehrere Spuren hinterlassen. Es ist nicht besser, es verhindert Fehler.
Regomodo
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Sie meinen, es behebt Fehler und verhindert sie nicht. Für die Produktion ist dies jedoch keine Lösung. Wenn das Layout keinen Platz für den Jumper bietet, können Sie ihn nicht platzieren: Auf Leiterbahnen und Kupfergüssen befindet sich ein Lötstopplack. du hast keine pads Natürlich können Sie überall auf der Platine Jumperpositionen hinzufügen, aber IMO ist es einfacher, sie an erster Stelle korrekt zu gestalten. Wenn Sie überlegen können, ob Sie einen Jumper zwischen Netz A und B benötigen, können Sie die Verbindung auch direkt herstellen, wenn dies erforderlich wäre. Für eine einmalige Leiterplatte würde ich einen Draht löten, um einen Layoutfehler zu beheben.
Stevenvh
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Nun, es ist die Art und Weise, wie wir es jahrelang in Mil-Apps gemacht haben und wie ich gelernt habe, Missstände bei Auftragnehmern zu verhindern. Funktioniert bei uns.
Regomodo
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Bewährt mit meiner eigenen Erfahrung. Bei einem Widerstand von Null stellte ich fest, dass die von der Last abgegebene Wärme geringfügig abnimmt, wenn ein Widerstand von Null Ohm in Reihe mit der Last geschaltet wird, wobei das Lastmaterial Halbleiter ist (LED, Prozessor usw.), und der Widerstand von Null Ohm tatsächlich heißer wird teilt sich dieser Null-Ohm-Widerstand einen Teil der von der Last erzeugten Wärme. Ich weiß nicht, dass der Null-Ohm-Widerstand aus welchem ​​Material besteht, ich habe ihn einfach irgendwo in einem Elektronikgeschäft gekauft und benutze ihn. Ich fand kein solches Ergebnis in Google. Die Überprüfung meiner Ergebnisse ist jedoch einfach. Verwenden Sie einfach den "Thermoscanner", um sowohl LEDs mit als auch ohne Null-Ohm-Widerstand zu scannen. Sie können den Thermoscanner wie einen Waffenscanner im Bild googeln. Ich gehe davon aus, dass es etwas mit den Materialeigenschaften zu tun hat. Können Sie sich erinnern, Das Rosten wählt immer das Zink anstelle des Eisens, wenn sie miteinander verbunden sind. die Wärme Wählen Sie das Null-Ohm-Widerstandsmaterial, um Wärme abzuleiten, anstatt die LED zu wählen, wenn sie miteinander verbunden sind. Ich vermute, niemand tut dies, also habe ich im Internet nichts gefunden. Jemand kann dies als Forschung an der Universität nutzen, um einige Papiere zu produzieren.

Lim Tzi Khang
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Ich habe etwas an der Leistung des Widerstands gefunden und tatsächlich keinen perfekten Null-Ohm, wobei dieser vernachlässigbare Ohm tatsächlich den Innenwiderstand der Last wegnimmt. Ich vermute, Wärme, die von elektronischen Bauteilen abgegeben wird, hängt mit dem Widerstand oder dem Innenwiderstand zusammen. Wie kann man R und Rinternal unterscheiden?
Lim Tzi Khang
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Es ist kein Rätsel, ob sich Ihre "Null-Ohm" -Widerstände erwärmen. Die Antwort ist einfach: Diese Null-Ohm-Widerstände sind keine Null-Ohm-Widerstände. Sie sind nur "sehr nahe an Null Ohm" Widerstände. Da sie einen geringen Widerstand haben, verschwenden sie ein wenig Strom als Wärme. Ein echter "Null Ohm" -Widerstand wäre ein Supraleiter.
JRE
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Eine Antwort auf Dinge zu geben, die Sie nicht verstehen, ist wie immer sehr fruchtlos.
Harry Svensson
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Aus meiner Erfahrung ist der 0-Ohm-Widerstand für die Stromerfassung oder den Anschluss eines Digitalsignals vorgesehen, natürlich abhängig von der Art der Schaltung. In der digitalen Schaltung kann durch eine bidirektionale PWM identifiziert werden, welches Signal hoch oder niedrig ist

Tschüss
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Natürlich gibt es keinen Null-Ohm-Widerstand (zumindest keinen, der bei Raumtemperatur funktioniert). In Wirklichkeit hat ein Teil mit der Bezeichnung Null-Ohm einen nicht spezifizierten, sehr kleinen Widerstand. Sie möchten damit sagen, dass Sie Schaltungen entwerfen, die auf einem nicht festgelegten Widerstandswert für die Stromerfassung beruhen ?
Solomon Slow
Hmm, wenn Sie sich nicht um den genauen Widerstand kümmern, warum nicht stattdessen eine zickzackförmige Leiterbahn auf der Leiterplatte verwenden? Es gibt die gleichen Probleme wie bei einem 0-Ohm-Widerstand (der Widerstand hängt von der Temperatur ab und variiert zwischen den Platinen), aber das ist eine Komponente weniger :)
Navin,