电位器分压(带负载)
带负载的电位器分压:负载电阻使输出随旋转角度呈非线性,计算任意位置的输出电压、误差、输出电阻和功耗,并画出不同 RL/Rpot 下的输出曲线。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
下段电阻 Ra = x·Rpot,上段 Rb = (1−x)·Rpot
VOUT/VIN = (Ra∥RL) / (Rb + Ra∥RL) = x·k / (k + x(1−x)),k = RL/Rpot
误差 ε = x − VOUT/VIN,最大约 0.148/k(x ≈ 2/3 处)
输出电阻 Rout = x(1−x)·Rpot ≤ Rpot/4
A 型对数近似:xR = (81x − 1)/80(50% 行程 ≈ 10% 阻值)
原理与说明
电位器作分压器时,如果游标接有负载 RL,下半段电阻与负载并联,输出会低于空载值,曲线向下弯曲。两端(0% 与 100%)无误差,中间偏上(约 2/3 行程)误差最大。
经验法则
- RL ≥ 10·Rpot 时最大误差约 1.5%;RL ≥ 15·Rpot 时误差 < 1%。
- 电位器作 ADC 输入时,Rout 最大为 Rpot/4,应满足 ADC 采样保持对源阻抗的要求(常见 ≤ 10 kΩ),否则需加 RC 或缓冲。
- 需要线性输出又要驱动重负载:在游标后加运放电压跟随器。
- 音量控制用 A 型(对数)电位器,人耳对响度的感知接近对数;B 型为线性。
- 电位器游标不宜流过大电流;做可调电阻(变阻器)使用时,要按最小阻值时的电流核算局部功耗。