分压器计算器 | 电阻分压电路 Vout 计算

计算电阻分压器输出电压(Vout = Vin × R2/(R1+R2)),或根据目标输出电压计算所需电阻值。

使用说明

  • 计算输出电压:输入 Vin、R1 和 R2,点击"计算 Vout"。
  • 计算 R2:输入 Vin、R1 和目标 Vout,点击"计算 R2"。
  • 计算公式:Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)。
  • 工具同时显示分压电流和每个电阻的功耗。
  • 为提高精度,请使用实际电阻值(考虑误差影响)。
  • 注意:接上负载后输出电压会下降;对低阻抗负载应加缓冲放大器(电压跟随器)。

关于分压器

分压器工作原理

分压器由两个串联电阻(R1 和 R2)组成,接在电源和地之间,从两电阻的连接点取出输出电压。根据基尔霍夫电压定律和欧姆定律:Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)。输出电压始终小于输入电压,比值由 R2/(R1+R2) 决定。

负载效应

当负载接在 Vout 时,它与 R2 并联,减小了下臂的等效电阻,导致 Vout 下降。为减小负载效应,负载阻抗应至少为 R2 的 10 倍。若需要在不同负载下保持稳定输出电压,应在分压器后接电压稳压器或运放电压跟随器。

实际设计注意事项

选择电阻值时,在满足输出比例的同时要控制电流消耗。阻值过大(MΩ级)容易受噪声干扰;阻值过小则浪费功率。分压电流约为预期负载电流的 1/10 时,是合理的折中方案。电阻误差(5%)在最坏情况下可使 Vout 偏移约±10%,精密应用需使用精密电阻。

传感器接口中的分压器

分压器广泛用于传感器与微控制器的接口。例如,热敏电阻与固定电阻构成分压器,输出随温度变化的电压信号。应变片、光敏电阻(LDR)、电位器均采用分压器接法。电平转换也使用分压器将 5V 逻辑信号降至 3.3V,适用于现代低压微控制器。

主要特性

  • 已知 Vin、R1、R2 计算 Vout
  • 反向计算目标 Vout 所需的 R2
  • 显示分压电流和每个电阻的功耗
  • 支持Ω到MΩ的宽阻值范围

常见应用

  • 5V 信号降压至 3.3V 用于微控制器输入
  • 为比较器和运放提供参考电压
  • 接入变阻传感器(热敏电阻、光敏电阻)
  • 晶体管基极偏置电路
  • ADC 输入端的电池电压监测