Frage:
Ist es empfehlenswert, einen Widerstand durch Parallelschaltung und Reihenschaltung zu ersetzen?
M12421K
2019-12-22 01:56:34 UTC
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In unserem Elektroniklabor (I) wurde uns empfohlen, niemals Widerstände parallel oder in Reihe zu verwenden und einen Wert in der Nähe Ihrer Berechnungen zu wählen.aber nie erklärt warum. Ist es in Ordnung, nur den Bereich von 1 Ohm bis 1 M zu kaufen und damit den gewünschten Widerstand zu erzielen?

Ich fange an, einen Gitarrenverstärker zu bauen.Beim Kauf der Teile kann es sein, dass ich viele Ersatzteile bekomme.

danke

Pragmatisch gesehen tut es jeder, wenn er nicht den richtigen Wert zur Verfügung hat, um ein Tagesziel zu erreichen (auch mit Oberflächenmontage ...), aber der Kauf eines guten Sortiments lohnt sich.Diese Frage kann nicht wirklich eine endgültige Antwort haben.
Sie können 16 verschiedene Werte mit 10k, 20k, 40k, 80k parallel und 16 weiteren in Reihe einstellen. Ein angepasster Widerstand ist wichtig für den Eingangsversatz. Aufgrund von Toleranzen gibt es jedoch praktische Grenzen. Wenn Sie also 1% -Teile verwenden, ist dies nicht sinnvollAddiere 100k + 10k + 20k + 1k.Ersatzteile sind nützlich, aber nicht so praktisch wie ein Wertesatz und ein Design, das diese verwendet.
"Sie sagten uns, wir sollten niemals Widerstände parallel oder in Reihe verwenden und einen Wert in der Nähe Ihrer Berechnungen wählen. Sie erklärten jedoch nie, warum" Ich würde gerne ihre Argumentation hören.Es gibt einige Fälle, in denen Sie Vorwiderstände verwendet haben, wenn die Spannung zu hoch ist, als dass ein einzelner Widerstand sie handhaben oder schützen könnte.Wenn Sie also einen 1M-Widerstand benötigen, der physikalische Widerstand jedoch nur 500 V tolerieren kann und Sie 1000 V anlegen, verwenden Sie zwei in 500K-Reihen oder vier 250K in Reihe.Es ist auch sicherer, wenn man ausfällt, solange die Widerstände in Reihe nicht bereits an ihrer Grenze sind.Das ist allerdings nicht wirklich "ersetzend".
Fünf antworten:
#1
+21
Michel Keijzers
2019-12-22 02:02:03 UTC
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Die Profis bei der Verwendung eines einzelnen Widerstands über Parallel oder Serie:

  • Weniger Kosten
  • Weniger Verkabelung
  • Weniger Platzbedarf
  • Weniger fehleranfällig (eine Komponente weniger zum Ausfall)
  • Die Profis bei der Verwendung einer Kombination von Widerständen:

    • Sie können Widerstände aus Ihren Widerständen auswählen, wenn Sie eine begrenzte Anzahl von Werten haben
    • Wenn Sie sie parallel schalten, erhöhen Sie die Leistung (Watt), siehe Bemerkung von Greggo
    • (Sie reduzieren die durchschnittliche Toleranz. Da Sie jedoch für Worst-Case-Situationen entwerfen müssen, hilft dies nicht.)
    • Reduzierung des Bedarfs an (Neu-) Laden von Rollen für ein hohes Produktionsvolumen, siehe Bemerkung von Tom Carpenter
    • Reduzierung des Risikos, wenn eine Komponente bricht, und in einigen Fällen (Personenschäden) sogar obligatorisch, wie z. ESD-Ausrüstung oder EX-zertifizierte Ausrüstung, siehe Anmerkungen von SteveSh und Rackandboneman.

    In jedem professionellen (und ernsthaften Hobbyprojekt) würde ich jedoch nach Möglichkeit nur einen Widerstand verwenden, wobei der Wert und die Leistung des geschlossenen / besten Widerstands berücksichtigt werden.

    Parallel oder seriell verteilen beide die Leistung (aber natürlich verteilt sie sich nur gleichmäßig, wenn beide Widerstände gleich sind).Ich bin auf Fälle gestoßen, in denen ich nicht den Wert oder die Leistung erhalten konnte, die ich für Leistungswiderstände bei der örtlichen Elektronikversorgung benötigte, und dies ist ein guter Weg, um das zu umgehen.
    In Bezug auf andere Vorteile: Bei der Montage großer Mengen kann es billiger sein, Parallel- oder Vorwiderstände zu verwenden, um einen anderen Wert zu erhalten, wenn die Anzahl der eindeutigen Komponenten (Rollenschlitze in Ihrer Produktionslinie) verringert wird.Die Kosten für die Platzierung des zusätzlichen 0,01p-Widerstands können geringer sein als die Zeit zum Laden einer weiteren Rolle.
    Ein Ort, an dem Parallelwiderstände verwendet werden, ist die Fehlertoleranz.Angenommen, Sie teilen ein 100-V-Spitzensignal für die Abtastung durch einen 5-V-Eingangsbereich-ADC auf und der ADC wird beschädigt, wenn etwas über 5 V an seinen Eingang angelegt wird.Auf den ersten Blick könnten Sie sich für einen Spannungsteiler von 1:20 entscheiden, z. B. 100 kOhm in Reihe mit 4,7 kOhm.Die Schwäche dieses Ansatzes besteht darin, dass, wenn sich der 4,7-K-Widerstand aus irgendeinem Grund öffnet, die vollen 100 V an den ADC angelegt werden, ihn zerstören und sich möglicherweise weiter ausbreiten, um andere Teile zu beschädigen.Die parallele Verwendung von 2 4,7 KB beseitigt diesen Fehlermodus.
    @greggo guter Punkt, danke, ich habe meine Antwort aktualisiert (und Ihren Namen hinzugefügt).
    @TomCarpenter Danke, ich habe es meiner Antwort hinzugefügt (mit Ihrem Namen)
    @SteveSh Ich habe es auch zu meiner Antwort hinzugefügt, danke ... Ich dachte, es wäre keine gute Praxis, sich auf das Brechen einer Komponente zu verlassen, außer wenn eine Art isolierter (Ersatz-) Stromkreis verwendet wird.
    @SteveSh AFAIK Diese Vorgehensweise (mehrere Widerstände in Reihe) wird empfohlen oder sogar verboten, wenn ein kurzgeschlossener Widerstand jemanden verletzen könnte (z. B. ESD-Ausrüstung, EX-zertifizierte Ausrüstung) ...
    @rackandboneman Danke für die Bemerkung (ich habe sie meiner Antwort hinzugefügt).
    @SteveSh Um 4.7K mit zwei parallelen zu erhalten, müssten Sie 9.4Ks verwenden ...
    Ein Wert für die Reihenschaltung des Widerstands besteht darin, die Gesamtwiderstandsgenauigkeit zu verbessern.Dies hat jedoch typischerweise Auswirkungen, wenn alle Widerstände den gleichen Wert haben.
    @MarioVernari… bist du sicher?Ich meine, die durchschnittliche Genauigkeit ist besser, aber im schlimmsten Fall ändert sich nichts (2 mal 100 Ohm 10% Widerstände in Reihe haben die gleiche schlechteste Präzision wie 1 mal 200 Ohm 10% Widerstand, zB niedrigster Wert: 2 * (100)* 0,9) gegen 1 * (200 * 0,9) = 180 gegen 180).Nur der Durchschnitt liegt näher bei 200.
    @MichelKeijzersI gibt zu, dass die Elektronik verrostet ist (ich programmiere hauptsächlich), aber ich erinnere mich noch gut daran, dass der erwartete Gesamtwert näher als ein einzelner Widerstand kommt.Das liegt daran, dass Sie einen zufälligen (ungefähr gaußschen) Fehler um den Nennwert herum erwarten können, daher die bessere Erwartung.
    @MichelKeijzers wahrscheinlich ist meine Beobachtung für "alte" Widerstände wert, als für moderne Chip-on-Reel, bei denen sich die Teile sehr ähnlich sind.
    @MarioVernari Ich stimme dem voll und ganz zu (das ist wie eine Gauß-Kurve) und der Durchschnitt liegt näher bei 2 Widerständen gegenüber 1. Wenn die Genauigkeit jedoch konstruktionsbedingt sehr gering sein muss, sollte trotzdem ein Einzelwiderstand mit besserer Genauigkeit verwendet werden, und wennDie Präzision wird nicht benötigt, da auch ein einziger Widerstand verwendet werden kann.
    @MarioVernari….In Bezug auf alte Widerstände (oder auch neue) können Sie, wenn Sie 2 nicht so präzise Widerstände haben und zufällig keinen genaueren haben, als dieser verwendet werden (nachdem Sie sie gemessen haben).Obwohl theoretisch, wenn Sie genügend Widerstände haben (sogar 10%), wenn Sie viele von ihnen messen, haben wahrscheinlich einige einen genauen Wert.Bei älteren (nicht präzisen) Widerständen können Sie diesen Trick möglicherweise häufiger anwenden.
    @MichelKeijzers stimmt definitiv zu!meins war eher eine lehrreiche Beobachtung, eher ein "industrieller" Ansatz!
    @MarioVernari Ja, und es ist nützlich (aber wenn es Ihnen nichts ausmacht, füge ich es der Antwort nicht hinzu, da die meisten Leute, denke ich, entweder neue (er) Widerstände oder industrielle Widerstände verwenden (was bedeutet: Verwenden Sie einen präzisen genugWiderstand für das berechnete Design oder verwenden Sie mehrere, wenn Sicherheit ein Problem ist).
    @MichelKeijzers letzte Antwort (die Seite wird wütend): füge sie nicht hinzu!Ich habe das Elektronikdesign vor ungefähr 20 Jahren verlassen, als Chips nur für große Produktionen verwendet wurden.Übrigens, wenn ich ein Heimprojekt mit einer Einheit bauen würde (wie einen Verstärker oder so), würde ich diskrete Komponenten und Prototyping-Boards verwenden: Ich kann wirklich nicht mit Chips umgehen!
    Lassen Sie uns [diese Diskussion im Chat fortsetzen] (https://chat.stackexchange.com/rooms/102489/discussion-between-michel-keijzers-and-mario-vernari).
    #2
    +7
    Michael Karas
    2019-12-22 02:23:15 UTC
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    Wenn Sie Teile für ein Verstärkerdesign kaufen, bei dem Sie die Widerstandsgrößen anpassen, um die Leistung zu optimieren, empfehle ich dringend, in ein Widerstandssortiment zu investieren.Ein solches Kit wird sich auch für viele zukünftige Projekte als nützlich für Sie erweisen.Ich verwende immer noch regelmäßig Widerstände aus einem 0805 SMT-Kit, das ich vor über 16 Jahren gekauft habe.

    Kits wie diese bieten Ihnen viel Flexibilität, um an der Einzelwiderstandsphilosophie festzuhalten oder eindeutige Zwischenwerte auszuwählen, indem Sie Komponenten in Reihe oder parallel schalten.

    Sie können Kits wie dieses mit axial bleihaltigen Widerständen erhalten:

    enter image description here

    Screenshot-Quelle sup>

    Alternativ sind Kits mit SMT-Komponenten einer bestimmten physischen Größe erhältlich.Hier ist ein Kit mit Widerständen der Größe 0603:

    enter image description here

    enter image description here

    Screenshot-Quelle sup>

    #3
    +6
    Mast
    2019-12-22 20:05:01 UTC
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    Was sie hätten sagen sollen , war, dass Sie in der Praxis mit dem arbeiten, was Sie haben, und es oft nicht notwendig ist, Netzwerke zu verwenden, nur um einen nicht standardmäßigen Wert zu erhalten. Dafür möchten Sie sich wirklich an die E12 / 24/48/96 Serie gewöhnen.

    Wenn Sie beispielsweise berechnet haben, dass Sie 18800 Ohm benötigen, ist ein 18k7 normalerweise gut genug. Oft reichen 18k aus. simple ist häufig besser als accurate.

    Die Absicht hinter ihrer Aussage war in Ordnung, aber etwas zu absolut. Manchmal benötigen Sie einen einen ganz bestimmten Wert. In diesem Fall könnte es jedoch klüger sein, stattdessen einen einzelnen E192-Widerstand einzubauen.

    Für Prototyping-Zwecke ist es sehr nützlich, den gesamten E48 oder besser verfügbar zu haben. Lassen Sie sich von niemandem davon abhalten, eine Reihe von Widerständen zu erwerben.

    Wenn Sie noch keine Liste haben, finden Sie Ihre E-Serien-Listen hier.

    #4
    +4
    crasic
    2019-12-22 12:08:31 UTC
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    Im Allgemeinen ist das Kombinieren von Widerständen entweder irellevant oder selbstzerstörerisch, aber beim Prototyping tut man das, was man braucht, so dass es natürlich ausgiebig gemacht wird. Zum Beispiel ist es einfach, einen SMT-Widerstand über einen anderen zu löten und spart einen Schritt gegenüber dem Entlöten, wenn ich schnell einen Wert ausprobieren möchte, der kleiner als der von mir gewählte ist.

    Bedenken Sie, dass die Widerstandswerte auf einer logarithmischen Skala mit Schritten gemessen werden, die auf der Toleranz der Serie basieren. Viele Anwendungen müssen sich jedoch nur im Ballpark befinden, und sogar 5% sind übertrieben

    Zum Beispiel, z. 10/100 / 1k / 10k / 100k / 1M +/- 50% decken 90% der Widerstandsfälle ab.

    Für diese Anwendungen sollten Sie nur den nächstgelegenen gemeinsamen Wert verwenden, da Sie sich sowieso nicht darum kümmern (z. B. alle Klimmzüge bis 10.000). Das Stapeln von Teilen ist also nicht erforderlich, es sei denn, Sie haben nur einen besonders niedrigen hohen oder niedrigen Wert

    Es gibt jedoch Situationen, in denen man den Widerstandswert genau berechnet. Das Kombinieren von Widerständen ist selbstzerstörerisch, da die Fehler kombiniert werden. Daher werden Teile mit besserer Toleranz benötigt, wenn Esistoren parallel oder in Reihe verwendet werden. Dies ist sowohl unzuverlässig als auch teurer.

    Wenn Sie beispielsweise einen Wert wie 105,2k berechnen, wenn die Anforderung +/- 10% beträgt, runden Sie einfach auf 100.000 5% Teil, wenn es +/- 1% ist, verwenden Sie den nächstgelegenen Wert in dieser Reihe, wenn Sie Wenn Sie eine genauere Kontrolle benötigen, können Sie 0,1% Teile zu einem Preis kombinieren. Im Extremfall kann ein Trimmwiderstand lasergesteuert werden, um die Impedanz während der Montage zu steuern (oder ein Trimmpot, wenn eine regelmäßige Einstellung erforderlich ist). Nur Sie wissen, welche Anforderungen an diese Anwendung gestellt werden

    Es gibt Optimierungen zweiter Ordnung, insbesondere wenn das Design für die Kosten in Betracht gezogen wird, aber diese sind von Fall zu Fall seltsam, normalerweise aufgrund der schiefen Logik der Massenproduktion

    #5
    +3
    Andrew
    2019-12-24 01:05:13 UTC
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    Auf Ihre Frage gibt es keine universelle Antwort.

    Normalerweise versuchen Sie in der Elektronik mit geringem Stromverbrauch, den verfügbaren Platz so effizient wie möglich zu nutzen, indem Sie das mögliche Zusammenspiel eng beieinander liegender Komponenten berücksichtigen.

    In radio-Schaltkreisen würden Sie beispielsweise versuchen, Oszillatoren vor Verstärkern abzuschirmen und die Spuren so kurz wie möglich zu halten, um den antenna-Effekt durch Aufnehmen elektromagnetischer Energie in den Leitern zu vermeiden.

    In der Leistungselektronik müssen Sie sehr oft seriell oder parallel geleitete Widerstände verwenden, um Wärme abzuleiten (andernfalls möchten Sie recht teure Widerstände kaufen).

    Wenn Sie den Gitarrenverstärker (Vorverstärker) erwähnen, werden Sie wahrscheinlich Opamps verwenden. In diesem Fall handelt es sich um einen Stromkreis mit niedrigem Strom und niedriger Spannung, und Sie erhalten einige Potentiometer (variabler Widerstand).

    Abhängig von der ausgewählten Technologie (Durchgangsloch oder SMD) müssen Sie nun elektronische Komponenten auswählen. SMD ist am platz- und kosteneffizientesten, aber ohne geeignete Ausrüstung nicht einfach zu handhaben (je nachdem, was Sie in Ihrer Werkstatt haben - mit geeigneter Ausrüstung ist SMD einfach zu bearbeiten).

    Wenn Sie sich auf einen Vorverstärker beziehen, ist es wahrscheinlich ausreichend, 0,125-Watt-Widerstände zu verwenden.

    https://www.ebay.com/itm/1280Pcs-64-values-1-ohm-10M-ohm-1-4W-Metal-Film-Resistors-Assortment-Kit-Tool/193219186243

    https://www.ebay.com/itm/3120pcs-156-Values-1-4W-1-Metal-Film-Resistors-Assortment-Kit-1-ohm-10M-ohm/112113966131

    https://www.ebay.com/itm/2600pcs-130-Values-1-4W-1-0-25W-Metal-Film-Resistors-Resistance-Assortment-Kit/401036186511

    Wenn Sie sich auf einen Gitarren-Leistungsverstärker beziehen, müssen Sie zunächst definieren, welche power-Ausgabe erwartet wird. Basierend auf diesen Informationen müssen Sie sich für class des Verstärkers basierend auf dem Prozentsatz der Harmonischen entscheiden (Verzerrungseffekte erzeugen einen signifikanten Prozentsatz der Harmonischen). Sie können vordefinierte spezialisierte ICs verwenden oder sich für diskrete Komponenten entscheiden.

    Spezialisierte ICs vereinfachen die Schaltung erheblich und garantieren bei guter Komponentengarantie die angegebenen Spezifikationen (bitte achten Sie besonders auf die Qualität der Kondensatoren).

    An dieser Stelle müssen Sie den Stromverbrauch des Leistungsverstärkers und die Komplexität des Entwurfs der Stromversorgung untersuchen. PWM-Netzteile bieten die effizienteste Umwandlung von hoher zu niedriger Spannung - sind jedoch für eine signifikante Funkemission von Funkoberwellen bekannt (selbst eine ausreichende Abschirmung ist keine Lösung).

    Klasse-D-Verstärker gehören zu den energieeffizientesten Verstärkern, sind jedoch schlecht für die Funkelektronik geeignet (PWM-Schaltverstärkung erzeugt viel Funkrauschen ), und Audiophile werden sagen: no-no-no ', da ein Schaltverstärker eine Menge Funkstörungen verursacht, die in Vorverstärker "eindringen".

    Nur ein paar Gedanken von oben, die berücksichtigt werden müssen.



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