二十四进制计数器设计(3)

2019-06-04 22:11

塔里木大学信息工程学院课程设计

▲4-6 半导体数码管共阴极接法和共阳极接法

五.电阻

电阻的英文名称为resistance，通常缩写为R，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律指出电压、电流和电阻三者之间的关系为I=U/R，亦即R =U/I。电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“Ω”来表示。通常“电阻”有两重含义，一种是物理学上的“电阻”这个物理量，另一个指的是电阻这种电子元件。

电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。

电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

计算公式：

串联： R=R1+R2+．．．+Rn

并联：1/R=1/R1+1/R2+．．．+1/Rn 两个电阻并联式也可表示为 R=R1·R2/(R1+R2）

定义式：R=U/I

决定式：R=ρL/S(ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积)

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单位表示

导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω（希腊字母，读作Omega)，1Ω=1V/A。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）（兆=百万，即100万）。KΩ（千欧）， MΩ（兆欧），他们的换算关系是：两个电阻并联式也可表示为1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω（也就是一千进率）

基本分类

按阻值特性分为：固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻) .

不能调节的，称之为定值电阻或固定电阻，而可以调节的，称之为可调电阻。常见的可调电阻是滑动变阻器,例如收音机音量调节的装置是个圆形的滑动变阻器，主要应用于电压分配的，称之为电位器。

按制造材料分为:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，无感电阻，薄膜电阻等。

控制电阻大小的因素

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。多数（金属）的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。如：玻璃，碳在温度一定的情况下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是电阻率，l为材料的长度，单位为m，s为面积，单位为平方米。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。色环电阻第一环的确定

1．四环电阻

因表示误差的色环只有金色或银色，色环中的金色或银色环一定是第四环。 2．五环电阻：此为精密电阻。

（1）从阻值范围判断：因为一般电阻范围是0-10M，如果读出的阻值超过这个范围，可能是第一环选错了。（2）从误差环的颜色判断：表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕。如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色，则可确定为第一环。识别色环电阻的阻值

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电子产品广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用方便。一个电阻色环由4部分组成（不包括精密电阻）。

四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表10的幂；第四环代表误差。

下面介绍掌握此方法的几个要点：

（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆：棕=1，红=2，橙=3，黄=4，绿=5，蓝=6，紫=7，灰=8，白=9，黑=0。

彩虹的颜色分布：红橙黄绿蓝靛紫，去掉靛，后面添上灰白黑，前面加上棕，对应数字1开始。

从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红是千欧级，橙、黄色是十千欧级的；绿是兆欧级、蓝色则是十兆欧级的。这样划分一下也好记忆。所以要先看第三环颜色（倒数第2个颜色），才能准确。

第四环颜色所代表的误差：金色为5%；银色为10%；无色为20%。举例说明：

例1：四个色环颜色为：黄橙红金

读法：前三颜色对应的数字为432，金为5%，所以阻值为43X10*2=4300=4.3KΩ，误差为5%。

选用常识

电阻器的阻值和误差

阻值选用：原则是所用电阻器的标称阻值与所需电阻器阻值差值越小越好。误差选用：时间常数RC电路所需电阻器的误差尽量小。一般可选5%以内。对退耦电路，反馈电路滤波电路负载电路对误差要求不太高.可选10%-20%的电阻器。

注意电阻器的极限参数

额定电压：当实际电压超过额定电压时，即便满足功率要求，电阻器也会被击穿损坏。

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额定功率：所选电阻器的额定功率应大于实际承受功率的两倍以上才能保证电阻器在电路中长期工作的可靠性。

要首选通用型电阻器

通用型电阻器种类较多、规格齐全、生产批量大，且阻值范围、外观形状、体积大小都有挑选的余地，便于采购、维修。

根据电路特点选用

高频电路：分布参数越小越好，应选用金属膜电阻、金属氧化膜电阻等高频电阻。

低频电路：绕线电阻、碳膜电阻都适用。

功率放大电路、偏置电路、取样电路：电路对稳定性要求比较高，应选温度系数小的电阻器。

退耦电路、滤波电路：对阻值变化没有严格要求，任何类电阻器都适用。电阻测量

用万用表测量大值电阻：

31/2位和41/2位数字万用表电阻档的最大量程一般是20MΩ。对于31/2位数字万用表而言，使用不同的电阻量程也只能测量0.1Ω～19.99MΩ范围内的电阻；而对于41/2位数字万用表，则只能测量0.01Ω～19.999MΩ范围内的电阻。当被测电阻Rx≥20MΩ时，仪表将显示溢出符号“1”。

实验证明，采用下述的“并联电阻法”，可将31/2位或41/2位数字万用表20MΩ电阻档的量程扩展到100MΩ。

1、测量方法

预先准备一只十几兆欧的电阻R1，将数字万用表拨至20MΩ档后测出电阻值R1。然后把被测电阻Rx并联在R1两端，再测出并联总电阻R。根据电阻并联的计算公式很容易推导出。测量举例：

被测电阻为一只标记不明的高阻值电阻Rx，R1选用标称阻值为10MΩ的电阻。使用DT830型数字万用表的20MΩ电阻档，实测R1的阻值为10.05MΩ。将Rx与R1并联后，再用DT830进行测量，测得总阻值R=7.70MΩ。由此判定，被测电阻的标称值应为33MΩ。

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2、测量注意事项

1）当被测量电阻Rx的阻值超过100MΩ时，并联后的总阻值R与选用的标准电阻R1的阻值非常接近，加之数字万用表本身存在±1个字的误差，会使测量误差增大。因而，本法不适合用来测量阻值大于100MΩ的电阻。

2）测量操作时，应将被测电阻Rx与标准电阻R1并联接触牢靠，必要时可用鳄鱼夹将两者固定. 六.电容

电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。

在电路学里，给定电势差，电容器储存电荷的能力。

从物理学上讲，电容是一种静态电荷存储介质，可能电荷会永久存在，这是它的特征，它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔离直流等电路中。

基本单位

在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是：1法拉（F）= 1000毫法（mF）=1000000微法（μF），1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。电容与电池容量的关系：1伏安时=1瓦时=3600焦耳w=0.5cuu