電阻是干什么用的?從表面意思就可以看得出來,電阻是對電流起阻礙作用的。那阻值為 0 歐姆的電阻設(shè)計出來干什么用,放上它不就是脫褲子放屁嗎?
實際上,0Ω 的電阻可不是一開始就像 1K,1.2K 的電阻那樣被定義出來的,不信你搜搜看,早期的直插電阻有沒有 0Ω 的?所以,0Ω 的電阻大概是從 SMT 工藝之后才開始廣泛被使用起來的,這基本上也就說明這種 0Ω?電阻的基本用途。
在電路板工藝還停留在大部分采用過孔式雙面板設(shè)計的時候,并沒有多少 0Ω 電阻的發(fā)揮空間。
在當時,如果有公司想要節(jié)省一些成本或是其他原因而采用單層電路板,碰到不能布線的地方會使用飛線或過孔線來連接電路被分割開的兩個部分。所以很早之前的一些電子產(chǎn)品中,經(jīng)??吹礁鞣N顏色的小飛線,這也是那些電子廠小妹妹們心靈手巧的杰作啊。
比如,ThinkPad 某款筆記本的電路板,當時就是有一個飛線的,不過這個應(yīng)該是補救措施,還不屬于預先設(shè)計。
而隨著時間推移,SMT 貼裝工藝技術(shù)的不斷演進,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中越來越多地開始使用貼片元器件。這也使得生產(chǎn)貼片單面電路板的時候遇到了同樣的問題,飛線一方面手工操作難度較大,另一方面可靠性相比 SMT 也要差很多,這時候采用 0Ω 電阻可以在較細的線路上 “飛躍” 過去,減少加工的難度。
相同的原理,我們看一下,過去的DIP 工藝的電路板在做硬件配置選擇時往往選擇跳線加跳線帽的方式來解決,而對于貼片式的線路板,跳線很難使用機器來統(tǒng)一安裝,并且跳線帽的可靠性,防震動也都受到挑戰(zhàn)。
而0R 貼片電阻的到來解決了這一難題,無論是 SMT 的加工,還是抗震性,容錯性等方面都得到完美的解決。
另一方面,傳統(tǒng)的跳線在沒有連接跳線帽的情況下,兩端信號頻率較高的時候會輻射出干擾信號,這一點就不如使用 0R 電阻設(shè)計,這樣在斷開時只是一個空焊盤。
1、跳線:0Ω 電阻可以做跳線用,如果某個跳線回路不用,直接不貼裝該電阻,既可以保證美觀緊湊,小型化,也可以規(guī)范化 SMT 流程,提高加工過程的可靠性。
2、占坑:在匹配電路參數(shù)時,遇到參數(shù)不確定性的時候,可以先使用 0Ω 代替,確定參數(shù)后,再更新 BOM 和工藝指導書做元件代替。
3、備份:電路初始設(shè)計中常常需要驗證多個方案做技術(shù)備份,可以在同一個方案中設(shè)計兩套實現(xiàn),通過 0Ω 電阻來進行選擇。這樣未來批量化生產(chǎn)的時候可以避免重新驗證可靠性,節(jié)省項目開發(fā)周期。
4、測量:想測某部分電路的耗電流的時候,可以去掉 0Ω 電阻,接上電流表,這樣方便測試耗電流。
5、飛線:在 Layout布線時,如果實在布不過去了,可以加一個 0Ω 的電阻,不打過孔可以避免破壞整體地層。更多時候是出于 EMC 對策的需要,使用0Ω 電阻比過孔的寄生電感小。
6、濾波:在高頻信號下, 0Ω 電阻可以充當電感或電容,主要是解決 EMC 問題。如地與地,電源和 IC引腳間。
7、保護:熔絲作用,在一些簡單保護電路中使用 0Ω 電阻來作為熔絲,可以最低成本的實現(xiàn)對后級電路的保護,不過這種保護一般顆粒度比較粗,調(diào)試的時候很常用。
8、接地:指保護接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開,各自成為獨立系統(tǒng)。

所有電路板上的接地,最終都要接到一起,然后入大地(僅限于火電供電場景,電池供電的肯定回流到電池負極,遵循從哪來的滾哪去的原理)。
如果不接在一起就是 "浮地",存在壓差,這里即便是接在一起的地和地之間,因為存在阻抗的原因,也會存在地與地之間的壓差。雖然有些板子沒有接大地,但發(fā)電廠是接大地的,板子上的電源最終還是會返回發(fā)電廠入地。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,會導致互相干擾,不短接又不妥,所以出現(xiàn)了下面四種接地方式可以選擇。
1、用磁珠連接:磁珠的等效電路相當于帶阻限波器,只對某個頻點的噪聲有顯著抑制作用,使用時需要預先估計噪點頻率,以便選用適當型號。對于頻率不確定或無法預知的情況,磁珠不合。
2、用電容連接:電容隔直通交,會造成浮地。但在交流用電的安規(guī)設(shè)計中會有應(yīng)用。
3、用電感連接:電感體積大,雜散參數(shù)多,不穩(wěn)定。
4、用 0Ω電阻連接:0Ω 電阻相當于很窄的電流通路,能夠有效地限制環(huán)路電流,使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用 (0Ω 電阻也有阻抗),這點比磁珠強。
0R 電阻的阻值≤50毫歐。0歐姆電阻又被稱為跨接電阻,在電路中起到跨接線的作用,其實際阻值是毫歐級別的,以常用的厚膜貼片電阻為例,
0Ω 電阻有三個常用的等級:
F檔跨接電阻實際阻值≤10毫歐G檔跨接電阻實際阻值≤20毫歐J檔跨接電阻實際阻值≤50毫歐因此,一般認為阻值≤50毫歐的電阻就可以稱為 0Ω 電阻。另外,不同尺寸 的 0Ω 電阻能夠通過的電流大小不同,一般可以認為, 0603封裝的通流能力在 1A,0805 封裝的通流能力在 2A。所以不同電流的回路會選用不同尺寸的 0R 電阻,那些為磁珠、電感等預留位置的應(yīng)用場景,也需要根據(jù)磁珠、電感的大小選擇封裝。
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