【硬件设计】——电路中0欧电阻的作用吗？没你想的那么简单
时间：2021-09-06 15:22:34
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[导读]▼点击下方名片，关注公众号▼在电子电路设计时经常用到的一种元件就是电阻，我们都知道电阻在电路中起到分压限流的作用。然而，实际使用时会用到一种特殊的电阻：零欧电阻，故名思议，零欧电阻的电阻值是零。对于初学者可能会有一个疑问：既然阻值是零，那么和一根导线有什么区别？为什么不直接连起来...
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其实，零欧电阻和直接用导线连接还是有区别的，而且零欧电阻在电路设计中还有很多巧妙的用处。
零欧姆电阻又称为跨接电阻器，是一种特殊用途的电阻，0欧姆电阻的并非真正的阻值为零（那是超导体干的事情），正因为有阻值，也就和常规贴片电阻一样有误差精度这个指标。 0Ω贴片电阻有三个精度等级，分别是F档（≤10mΩ）、G档（≤20mΩ）、J档（≤50mΩ）。就是说0欧姆电阻阻值小于或等于50mΩ。 我们经常在电路中见到0欧的电阻，对于新手来说，往往会很迷惑：既然是0欧的电阻，那就是导线，为何要装上它呢？还有这样的电阻市场上有卖吗？
小编根据以往的设计经验，总结出0欧电阻的十大用处：
一：调试与兼容
我们在设计PCB板时需要尽可能多的考虑到兼容性的问题，因为一块电路板做好后经过物理印刷覆铜处理后就是一个物理上固定的。如果在设计时没有充分考虑兼容性的问题，那么在电路板调试阶段会给工程师带来很多不便。
举个例子：在不能确定单片机串口的发送和接收引脚时，可以通过0欧电阻将单片机的引脚与串口设备连接，方便调试时进行跳线使用。
二：预留电阻位置
假如在电路设计阶段，某个位置不确定需要接上多大阻值的电阻，此时，可以在该位置上留出电阻的焊接位置，并焊上零欧电阻。在实际电路调试时可以方便的更改不同阻值的电阻，调试完确定阻值参数后再接上合适的电阻。
三：方便布线
在PCB布局布线阶段，有时候会碰到布线总是走不通的情况，尤其是在电路板面积小，连线多，层数少的时候。如果遇到某一根连线需要绕很大一圈才能连通，这时，可以考虑一下是否通过连接一个0欧电阻就可以轻松跳过面前的导线而非绕一大圈线路。
四：方便测试电流
设计完电路系统后，通常需要测试整个电路运行时的功耗是多少。常规的做法是通过测试电流然后利用电流计算功耗，而测试电流的方法通常是把电流表串进电路中测量。
此时，如果在需要测量电流的地方放置一个零欧电阻，当需要测量时就把电阻去掉，把电流表接上。正常工作时，直接焊上零欧电阻即可。
五：噪声抑制
由于零欧电阻本身的特性，能够有效抑制环路电流，从而使噪声得到抑制。实际上零欧电阻不是真的是没有阻抗，只有超导体才能够真的做到零阻抗。所以，零欧电阻在所有频带上其实都起到衰减的作用。
六：安全保护
很多电路板上经常可以看到有很多插针，需要用跳线帽短接。或者利用拨码开关控制电路是否闭合。这两种方法虽然在调试阶段会比较方便，但是，在做成产品时最好尽量少用。由于在高频电路中，空置的插针相当于天线，很容易使信号受到干扰。
另外，拨码开关很容被不知情的人拨乱，导致电路系统出错。所以，出于安全方面的考虑，最好使用0欧电阻代替插针和拨码开关。既可以避免误操作，又能够降低维护成本。
七：充当电容电感
高频电路系统中，零欧电阻与外部电路特性匹配情况下可以充当一个小的电容或者电感，能够很好的解决EMC问题。比如地与地之间，或者电源和芯片引脚之间。
八：地线隔离
在芯片设计当中，模拟电路的地称为AVSS，数字电路的地称为VSS。AVSS和VSS在芯片内部通常是要分开的，由于分开底线可以避免模拟电路和数字电路在工作时电流信号相互干扰。
但是，在板子上地线最后通常是连接在一起的。此时，让芯片AVSS和VSSPIN先经过零欧电阻再连接在一起可以起到一定的隔离作用。
模拟地和数字地单点接地,只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。
人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。
如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。不短接又不妥，有四种方法解决此问题：1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。电容隔直通交，造成浮地。电感体积大，杂散参数多，不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。
跨接时用于电流回路当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。
在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰。配置电路一般，产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置，易引起误会，为了减少维护费用，应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。
空置跳线在高频时相当于天线，用贴片电阻效果好。
九：跨接时用于电流回路
当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰
十：用作保险电阻
有时受制于电路板的面积， 没办法安装保险管， 这时候可以用0欧电阻代替保险丝；具体参考0欧电阻的通流能力。
十一：其他用途
布线时跨线；调试/测试用；临时取代其他贴片器件；作为温度补偿器件；更多时候是出于EMC对策的需要。另外，0欧姆电阻比过孔的寄生电感小，而且过孔还会影响地平面。
十二：使用的注意事项
不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同，一般0603的1A，0805的2A，所以不同电流的应用场合，应选用不同尺寸的0欧电阻；
为磁珠、电感等预留位置时，要根据磁珠、电感的大小做封装。
End
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其实，零欧电阻和直接用导线连接还是有区别的，而且零欧电阻在电路设计中还有很多巧妙的用处。
零欧姆电阻又称为跨接电阻器，是一种特殊用途的电阻，0欧姆电阻的并非真正的阻值为零（那是超导体干的事情），正因为有阻值，也就和常规贴片电阻一样有误差精度这个指标。 0Ω贴片电阻有三个精度等级，分别是F档（≤10mΩ）、G档（≤20mΩ）、J档（≤50mΩ）。就是说0欧姆电阻阻值小于或等于50mΩ。 我们经常在电路中见到0欧的电阻，对于新手来说，往往会很迷惑：既然是0欧的电阻，那就是导线，为何要装上它呢？还有这样的电阻市场上有卖吗？
小编根据以往的设计经验，总结出0欧电阻的十大用处：
一：调试与兼容
我们在设计PCB板时需要尽可能多的考虑到兼容性的问题，因为一块电路板做好后经过物理印刷覆铜处理后就是一个物理上固定的。如果在设计时没有充分考虑兼容性的问题，那么在电路板调试阶段会给工程师带来很多不便。
举个例子：在不能确定单片机串口的发送和接收引脚时，可以通过0欧电阻将单片机的引脚与串口设备连接，方便调试时进行跳线使用。
二：预留电阻位置
假如在电路设计阶段，某个位置不确定需要接上多大阻值的电阻，此时，可以在该位置上留出电阻的焊接位置，并焊上零欧电阻。在实际电路调试时可以方便的更改不同阻值的电阻，调试完确定阻值参数后再接上合适的电阻。
三：方便布线
在PCB布局布线阶段，有时候会碰到布线总是走不通的情况，尤其是在电路板面积小，连线多，层数少的时候。如果遇到某一根连线需要绕很大一圈才能连通，这时，可以考虑一下是否通过连接一个0欧电阻就可以轻松跳过面前的导线而非绕一大圈线路。
四：方便测试电流
设计完电路系统后，通常需要测试整个电路运行时的功耗是多少。常规的做法是通过测试电流然后利用电流计算功耗，而测试电流的方法通常是把电流表串进电路中测量。
此时，如果在需要测量电流的地方放置一个零欧电阻，当需要测量时就把电阻去掉，把电流表接上。正常工作时，直接焊上零欧电阻即可。
五：噪声抑制
由于零欧电阻本身的特性，能够有效抑制环路电流，从而使噪声得到抑制。实际上零欧电阻不是真的是没有阻抗，只有超导体才能够真的做到零阻抗。所以，零欧电阻在所有频带上其实都起到衰减的作用。
六：安全保护
很多电路板上经常可以看到有很多插针，需要用跳线帽短接。或者利用拨码开关控制电路是否闭合。这两种方法虽然在调试阶段会比较方便，但是，在做成产品时最好尽量少用。由于在高频电路中，空置的插针相当于天线，很容易使信号受到干扰。
另外，拨码开关很容被不知情的人拨乱，导致电路系统出错。所以，出于安全方面的考虑，最好使用0欧电阻代替插针和拨码开关。既可以避免误操作，又能够降低维护成本。
七：充当电容电感
高频电路系统中，零欧电阻与外部电路特性匹配情况下可以充当一个小的电容或者电感，能够很好的解决EMC问题。比如地与地之间，或者电源和芯片引脚之间。
八：地线隔离
在芯片设计当中，模拟电路的地称为AVSS，数字电路的地称为VSS。AVSS和VSS在芯片内部通常是要分开的，由于分开底线可以避免模拟电路和数字电路在工作时电流信号相互干扰。
但是，在板子上地线最后通常是连接在一起的。此时，让芯片AVSS和VSSPIN先经过零欧电阻再连接在一起可以起到一定的隔离作用。
模拟地和数字地单点接地,只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。
人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。
如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。不短接又不妥，有四种方法解决此问题：1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。电容隔直通交，造成浮地。电感体积大，杂散参数多，不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。
跨接时用于电流回路当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。
在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰。配置电路一般，产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置，易引起误会，为了减少维护费用，应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。
空置跳线在高频时相当于天线，用贴片电阻效果好。
九：跨接时用于电流回路
当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰
十：用作保险电阻
有时受制于电路板的面积， 没办法安装保险管， 这时候可以用0欧电阻代替保险丝；具体参考0欧电阻的通流能力。
十一：其他用途
布线时跨线；调试/测试用；临时取代其他贴片器件；作为温度补偿器件；更多时候是出于EMC对策的需要。另外，0欧姆电阻比过孔的寄生电感小，而且过孔还会影响地平面。
十二：使用的注意事项
不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同，一般0603的1A，0805的2A，所以不同电流的应用场合，应选用不同尺寸的0欧电阻；
为磁珠、电感等预留位置时，要根据磁珠、电感的大小做封装。
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