वोल्टेज विभक्त में रोकनेवाला का मान कैसे चुनें?


42

मैं समझता हूं कि आउटपुट वोल्टेज दो प्रतिरोधक मानों के बीच के अनुपात से निर्धारित होता है, और अगर दोनों प्रतिरोधक समान हैं तो आउटपुट वोल्टेज सभी के लिए बिल्कुल समान होगा; लेकिन रोकनेवाला मूल्यों को चुनने का आधार क्या है? रोकनेवाला मूल्य चुनने के लिए आउटपुट चालू पर विचार करने की कोई आवश्यकता है।


2
संक्षेप में: स्रोत और लोड के प्रतिबाधा, और संभवतः कम शोर वाले सर्किट में जॉनसन शोर विचार।
निबोट

1
इसके अलावा पास के शोर स्रोतों से हस्तक्षेप को आसान उठाया जाएगा यदि प्रतिरोध बड़े हैं।
एंडोलिथ

जवाबों:


64

मुख्य बिंदु वर्तमान है।

पर एक नजर डालें इस सर्किट। जमीन के प्रतीक पर अपने माउस पॉइंटर को घुमाएं और आप देखेंगे कि वर्तमान 25 एमए है। अब इस सर्किट पर एक नज़र डालें और आप देखेंगे कि आउटपुट करंट 2.5 μA

अब देखते हैं कि सर्किट लोड के तहत कैसे व्यवहार करते हैं। यहाँ लोड के साथ पहला सर्किट है। जैसा कि आप देख सकते हैं, एक 2.38 mA करंट है जो दाईं ओर लोड रेसिस्टर के माध्यम से जा रहा है और इस पर वोल्टेज अब अपेक्षित 2.5 V नहीं है, बल्कि 2.38 V (क्योंकि दो निचले प्रतिरोध समानांतर में हैं)। अगर हम यहां दूसरे सर्किट पर एक नज़र डालें, हम देखेंगे कि अब शीर्ष रोकनेवाला पूरे 5 V के आसपास गिरता है, जबकि दो निचले प्रतिरोधों में 4.99 mV का वोल्टेज होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यहां प्रतिरोधक अनुपात बदल दिया गया है। चूँकि दो निचले प्रतिरोध अब समानांतर में हैं, और हमारे पास एक प्रतिरोधक है जो दूसरे की तुलना में काफी बड़े प्रतिरोध के साथ है, उनका संयुक्त प्रतिरोध सिर्फ निचले दाएं प्रतिरोधक के प्रतिरोध की तुलना में नगण्य है (आप देख सकते हैं कि समानांतर प्रतिरोध सूत्र का उपयोग करके)। तो अब वोल्टेज आउटपुट 2.5 वी से काफी अलग है जो हमें नो-लोड की स्थिति में मिलता है।

अब आइए विपरीत स्थिति पर एक नज़र डालते हैं: वोल्टेज डिवाइडर में दो छोटे प्रतिरोधक और यहां लोड के रूप में एक बड़ा । फिर से दो निचले प्रतिरोधों का संयुक्त प्रतिरोध दोनों के छोटे प्रतिरोधक के प्रतिरोध से छोटा होता है। हालांकि इस मामले में यह लोड द्वारा देखे गए वोल्टेज पर बहुत अधिक प्रभाव नहीं डालता है। इसमें अभी भी 2.5 V का वोल्टेज है और अब तक सब कुछ ठीक है।

तो बिंदु यह है कि प्रतिरोधों के प्रतिरोध का निर्धारण करते समय, हमें लोड के इनपुट प्रतिरोध को ध्यान में रखना चाहिए और दो वोल्टेज विभक्त प्रतिरोधों को यथासंभव छोटा होना चाहिए।

2.5 μA

यह हमें आउटपुट पर बेहतर वोल्टेज विनियमन प्राप्त करने के लिए संभव प्रतिरोधों के रूप में छोटे होने के दो विपरीत आवश्यकताएं देता है और जितना संभव हो उतना कम प्रतिरोधों को जितना संभव हो उतना कम बर्बाद करने के लिए वर्तमान प्राप्त कर सकता है। इसलिए सही मूल्य प्राप्त करने के लिए, हमें यह देखना चाहिए कि लोड पर हमें किस वोल्टेज की आवश्यकता है, लोड के इनपुट प्रतिरोध को प्राप्त करने के लिए कितना सटीक होना चाहिए और इसके आधार पर प्रतिरोधों के आकार की गणना करें जो हमें स्वीकार्य के साथ लोड करने के लिए प्राप्त करने की आवश्यकता है वोल्टेज। फिर हमें उच्च वोल्टेज विभक्त अवरोधक मानों के साथ प्रयोग करने की आवश्यकता है और देखें कि वोल्टेज उनके द्वारा कैसे प्रभावित होगा और उस बिंदु को ढूंढें जहां हमारे पास इनपुट प्रतिरोध के आधार पर अधिक वोल्टेज भिन्नता नहीं हो सकती है। उस समय, हम (सामान्य रूप से) में वोल्टेज विभक्त प्रतिरोधों का अच्छा विकल्प होता है।

एक और बिंदु जिस पर विचार करने की आवश्यकता है, वह है प्रतिरोधों की शक्ति रेटिंग। यह बड़े प्रतिरोध वाले प्रतिरोधों के पक्ष में जाता है क्योंकि कम प्रतिरोध वाले प्रतिरोधक अधिक शक्ति को नष्ट कर देंगे और अधिक गर्म कर देंगे। इसका मतलब है कि उन्हें बड़े प्रतिरोध के साथ प्रतिरोधों की तुलना में बड़ा (और आमतौर पर अधिक महंगा) होने की आवश्यकता होगी।

100 kΩ10 kΩ1 kΩ


10
सर्किट सिमुलेशन उदाहरणों के लिए +1
m.Alin

3
शानदार जवाब लेकिन आपको पता होना चाहिए कि आपके सिमुलेशन अब फालस्टैड वेबसाइट पर नहीं चल रहे हैं। सभी लिंक एक LC सर्किट तक ले जाते हैं। यदि आप उन्हें अपडेट कर सकते हैं तो इसकी सराहना करेंगे।
टिस्तेएंडी

3
@TisteAndi हाँ, आप सही हैं! जब से वे जावा से चले गए, सिमुलेशन थोड़ा मुश्किल है। लगता है मुझे लिंक अपडेट करने का एक दौर करना पड़ेगा!
आंद्रेजाको

1
@MagTun छोटे भार में उच्च भार प्रतिरोध होता है, और उच्च भार में भार प्रतिरोध कम होता है, क्योंकि भार प्रतिरोधक की चालकता के समानुपाती होता है, न कि प्रतिरोधक की प्रतिरोधकता।
आंद्रेजाको

1
@MagTun खैर, सवाल मुझे लगता है कि आपको एल ई डी के बारे में थोड़ा और पढ़ने की जरूरत है। एल ई डी के लिए सामान्य उपयोग का मामला यह है कि हम चाहते हैं कि वे एक निश्चित स्तर की चमक के साथ चमकें। एल ई डी वर्तमान-नियंत्रित उपकरण हैं, यह कहना है कि चमक वर्तमान के लिए आनुपातिक है, न कि वोल्टेज, इसलिए वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करने के बजाय, आप एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला डालेंगे।
आंद्रेजाको

13

एक वोल्टेज विभक्त अपने आप में बेकार है। डिवाइडर को कुछ में आउटपुट करने की आवश्यकता होती है। कभी-कभी कुछ ऑप-एम्प सर्किट पर पूर्वाग्रह-समायोजन होता है, या कभी-कभी वोल्टेज नियामक पर प्रतिक्रिया वोल्टेज। वहाँ हजारों चीजें हैं जो एक विभक्त को खिला सकती हैं।

जो भी डिवाइडर खिला रहा है, वह करंट लेने वाला है। कभी-कभी इसे "इनपुट करंट" कहा जाता है। अन्य समय यह वास्तव में निर्दिष्ट या ज्ञात नहीं है। कभी-कभी करंट "विभक्त" से बाहर बह रहा है, और कभी-कभी यह बह रहा है "विभक्त"। यह करंट डिवाइडर की सटीकता को गड़बड़ा सकता है क्योंकि करंट एक रेसिस्टर से दूसरे की तुलना में अधिक प्रवाहित होगा। जितना अधिक इनपुट करंट होगा, उतना अधिक डिवाइडर की सटीकता प्रभावित होगी।

यहां अंगूठे का एक बहुत ही मोटा नियम है: दो प्रतिरोधों के माध्यम से बहने वाला प्रवाह (कोई इनपुट चालू नहीं है) इनपुट वर्तमान की तुलना में 10 से 1000 गुना अधिक होना चाहिए। इन प्रतिरोधों के माध्यम से अधिक धारा बह रही है, इनपुट वर्तमान जितना कम होगा चीजों को प्रभावित करेगा।

तो किसी भी समय आपके पास एक विभक्त होता है जिसे आप सटीकता बनाम बिजली की खपत को संतुलित करने की कोशिश कर रहे हैं। उच्च वर्तमान (कम मूल्य प्रतिरोध) आपको बढ़ी हुई बिजली की खपत की कीमत पर बेहतर सटीकता देगा।

कई मामलों में आप पाएंगे कि इनपुट करंट इतना अधिक है कि खुद से वोल्टेज डिवाइडर काम नहीं कर रहा है। उन सर्किटों के लिए आप "एकता लाभ बफर" के रूप में सेट अप-एएमपी खिलाने वाले विभक्त का उपयोग कर सकते हैं। इस तरह से रेसिस्टर्स काफी उच्च मान हो सकते हैं और बाकी सर्किट के इनपुट करंट से प्रभावित नहीं हो सकते हैं।


5
"इनपुट करंट" से, आपका मतलब आउटपुट करंट है? या वैसे भी, वर्तमान जो केंद्रीय नोड के अंदर / बाहर बहती है?
clabacchio

@clabacchio इनपुट करंट, डिवाइडर को खिलाने वाली चीज के दृष्टिकोण से। तो हाँ, डिवाइडर से आउटपुट करंट।

5

आंद्रेजाको और डेविड ने अच्छे जवाब दिए हैं, इसलिए उन्हें यहां दोहराने की कोई आवश्यकता नहीं है।

डेविड ने एकता लाभ बफर का उल्लेख किया।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

ΩμΩ

एक FET इनपुट opamp अक्सर में एक बहुत कम इनपुट पूर्वाग्रह वर्तमान है, पीए के आदेश


मैंने सोचा था कि छोटे इनपुट करंट की वजह से होने वाले ओप्पैम्प बफर के मामले में किसी भी तरह से मजबूत नेगेटिव फीडबैक की भरपाई की जाएगी, ताकि अगर 1MOhm से ज्यादा के रेसिस्टर्स का इस्तेमाल किया जाए तो भी गलतियां नहीं होंगी। क्या यह मामला नहीं है? तो कोई बात नहीं क्या opamp विन्यास प्रयोग किया जाता है छोटे इनपुट वर्तमान हमेशा कुछ त्रुटि का कारण होगा?
बुज़ैई आंद्रा

2
@ बज़ाई - नहीं, ऑपैंप इसकी भरपाई नहीं कर सकता। उदाहरण में यह केवल 2 वी को गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर देखता है, और यह आउटपुट को 2 वी पर भी सेट करता है। यह 2.5 V के बारे में पता नहीं है यह होना चाहिए। तथ्य की बात के रूप में 1 यूए लीकेज करंट और परिणामी 2 वी के साथ आपके पास बहुत सारे विभक्त अनुपात हो सकते हैं। एक 143 k + 100 k रोकनेवाला भी 2 V बाहर देगा, लेकिन आउटपुट वोल्टेज 2.06 V नहीं, 2.5 V होगा।
स्टीवन्व सिप

3

यदि डिवाइडर को एडीसी इनपुट के लिए सिग्नल वोल्टेज का एक अंश प्रदान करने का इरादा है, तो डिजाइन में एक और चिंता का विषय है: एसएआर कन्वर्टर्स में, एक निश्चित नमूना दर के लिए, एडीसी इनपुट पर जुड़ा अधिकतम अनुमत बाहरी प्रतिबाधा है; अगले नमूने से पहले उचित वोल्टेज के साथ नमूना संधारित्र को चार्ज करने के लिए। अन्यथा, माप बेकार है। इस मामले में, प्रतिबाधा (प्रतिरोध) दो विभक्त प्रतिरोधों (थेवेनिन) के समानांतर से बनता है।


0

आपको ओम कानून, ई = आईआर और पावर डिसबैलेंसिंग को ध्यान में रखने की आवश्यकता है एक रोकनेवाला द्वारा वी ^ 2 / आर। तो ओम कानून के लिए आपका प्रतिरोध शीर्ष प्रतिरोधक (आर 1) होगा, और प्रतिरोधकों के संयोजन का उपयोग बिजली अपव्यय के लिए गणना में किया जाएगा। आप इसके आधार पर R1 के लिए अपनी गणना कर सकते हैं। फिर आप इनपुट और आउटपुट वोल्टेज, और आपके द्वारा चुने गए R1 मान द्वारा R2 की गणना कर सकते हैं। मैं व्यक्तिगत रूप से अपने जीवन को आसान बनाने के लिए इस ऑनलाइन कैलकुलेटर का उपयोग करता हूं।


यहां एक और ऑनलाइन कैलकुलेटर है जो मानक प्रतिरोधक मानों को भी खोजता है, और आपको अंतिम वोल्टेज श्रेणी बताता है, जो प्रतिरोधक सहिष्णुता में फैक्टरिंग करता है।
टिमएच -
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.