Un réseau de résistances combine plusieurs résistances dans un seul boîtier, ce qui le rend utile pour les réseaux pull-up, les diviseurs de tension, les circuits analogiques appariés et les configurations compactes de PCB. Le choix entre un réseau de résistances et des résistances séparées dépend de l’espace, de la précision correspondante, des limites de puissance et de la disposition du circuit. Un réseau de résistances peut réduire la surface du PCB, simplifier l’assemblage et améliorer la stabilité du rapport, mais ce n’est pas le meilleur choix pour toutes les conceptions. Cet article explique comment fonctionnent les réseaux de résistances, où ils sont utiles, comment ils se comparent aux résistances discrètes, et quelles spécifications vérifier avant d’en choisir un.
Qu’est-ce qu’un réseau de résistances ?
Un réseau de résistances est un seul composant contenant deux éléments de résistance ou plus dans un même ensemble. Elle est couramment utilisée lorsque plusieurs résistances sont nécessaires rapprochées sur un circuit imprimé, comme dans les réseaux pull-up, les diviseurs de tension, les circuits de conditionnement de signal, les circuits de limitation de courant des LED et les cartes de contrôle compactes.
Les termes réseau de résistances et réseau de résistances sont souvent utilisés ensemble, mais ils ne signifient pas toujours exactement la même chose. Un réseau de résistances désigne généralement plusieurs éléments de résistance dans un même boîtier, tandis qu’un réseau de résistances peut inclure des rapports adaptés, des valeurs de résistance différentes ou une connexion interne spécifique. Vérifiez toujours le schéma des broches de la fiche technique avant la mise en page.
Comparé à des résistances séparées, un réseau de résistances peut économiser de l’espace sur les circuits imprimés, réduire le nombre de pièces et simplifier l’assemblage. Dans les circuits de précision, cela peut aussi améliorer l’adaptation car les résistances sont construites très proches les unes des autres et subissent des conditions de température similaires.
Comment fonctionnent les réseaux de résistances dans un circuit
Un réseau de résistances fonctionne comme plusieurs résistances individuelles, mais les éléments de résistance sont emballés ensemble. Chaque élément de résistance peut limiter le courant, diviser la tension, régler le gain de l’amplificateur, tirer une ligne de signal vers le haut ou vers le bas, ou terminer un chemin de signal.
La connexion interne dépend de la conception du réseau. Certains réseaux contiennent des résistances isolées avec deux bornes chacune. D’autres utilisent une broche commune, où plusieurs résistances partagent une connexion vers une voie d’alimentation ou une masse. Certains réseaux de résistances sont construits comme réseaux de diviseurs appariés pour les circuits analogiques et de mesure.
Comme les résistances sont proches les unes des autres, elles peuvent réagir de manière plus similaire aux variations de température. Cela aide les circuits qui dépendent des rapports de résistances, tels que les diviseurs de tension, les circuits de réglage de gain et les réseaux de conditionnement du signal.
Types de réseaux de résistances : isolés, busés, diviseurs et réseaux personnalisés
Réseaux de résistances isolées
Un réseau de résistances isolées contient plusieurs résistances distinctes dans un seul boîtier. Chaque résistance possède ses propres bornes et n’est pas connecté en interne aux autres.
Ce type est utile lorsqu’un circuit nécessite plusieurs résistances dans une zone compacte, mais que chaque résistance doit être connectée à une partie différente du circuit. Il est souvent utilisé dans les circuits analogiques, les réseaux de filtres, le conditionnement de signal et les cartes de contrôle compactes.
Réseaux de résistances à bus
Un réseau de résistances busées possède plusieurs résistances reliées à une broche commune. Chaque résistance possède une broche distincte de chaque côté.
Ce type est utilisé pour les circuits pull-up et pull-down. Par exemple, une carte microcontrôleur peut nécessiter plusieurs résistances pull-up de 10 kΩ connectées au même rail d’alimentation. Un réseau de résistances busées peut remplacer plusieurs résistances séparées, rendant la disposition plus propre.
Réseaux de résistances de diviseur de tension
Un réseau de résistances à diviseur de tension contient des paires de résistances ou des groupes de résistances appariés qui divisent précisément la tension. Ces réseaux sont utilisés lorsqu’un circuit dépend de rapports de résistance stables.
Les usages courants incluent la détection de tension, la mise à l’échelle de référence, le réglage du gain de l’ampli opérationnel, l’atténuation du signal et le conditionnement d’entrée ADC. Dans ces circuits, l’appariement et le suivi de la température peuvent affecter la précision.
Réseaux de résistances personnalisés
Les réseaux de résistances personnalisés sont conçus pour des circuits nécessitant des valeurs de résistance spéciales, des rapports, des brochages ou des connexions internes. Ils peuvent combiner plusieurs fonctions de résistance dans un seul ensemble.
Celles-ci sont utilisées dans l’électronique compacte, les cartes industrielles, les instruments de précision et les produits à fort volume où la répétabilité, l’économie d’espace et la réduction du nombre de pièces comptent.
Réseau de résistances vs résistances discrètes
| Fonctionnalité | Réseau de résistances | Résistances discrètes |
|---|---|---|
| Espace PCB | Combine plusieurs résistances dans un seul boîtier | Prend plus de surface sur la planche |
| Assemblée | Une partie à l’endroit | Plusieurs parties à placer |
| Compte de la lettre de commerce | Réduit les lignes distinctes | Ajoute plus de parties individuelles |
| Correspondance | Mieux pour les ratios correspondants | Cela dépend de la tolérance et du placement |
| Flexibilité de la disposition | Toutes les résistances restent dans un seul boîtier | Chaque résistance peut être placée séparément |
| Propagation de la chaleur | La chaleur est concentrée dans une zone | La chaleur peut être répartie sur le circuit imprimé |
| Réparation | L’ensemble de l’ensemble peut nécessiter un remplacement | Une résistance peut être remplacée |
| Bonne adéquation | Valeurs répétées, cartes compactes, circuits assortis | Chaleur élevée, emplacements séparés, valeurs mixtes |
Utilisez un réseau de résistances lorsque les résistances sont proches les unes des autres, ont des valeurs similaires, partagent une connexion commune ou nécessitent un comportement adapté. Cela en fait un bon choix pour les réseaux pull-up, les diviseurs de tension, les circuits de gain d’ampli opérationnel, les circuits ADC/DAC et les cartes compactes.
Les résistances discrètes peuvent être meilleures lorsque chaque résistance doit être placée dans une zone différente de la carte, lorsque chaque pièce a besoin de plus d’espace pour le refroidissement, ou lorsque la réparation facile est une priorité. Ils offrent également une plus grande flexibilité lorsque le circuit utilise de nombreuses valeurs différentes à différents endroits.
Spécifications de base et guide de sélection
Choisir un réseau de résistances ne concerne pas seulement la valeur de la résistance. Comme plusieurs éléments de résistance sont dans un même boîtier, les facteurs doivent être soigneusement vérifiés.
| Spécification | Ce que cela signifie |
|---|---|
| Valeur de résistance | La valeur ohmique de chaque élément de résistance |
| Nombre de résistances | Combien d’éléments de résistance y a-t-il dans le boîtier ? |
| Tolérance | La mesure dans laquelle chaque résistance peut varier de sa valeur nominale |
| Rapport d’appariement | À quel point les éléments de résistance se ressemblent ? |
| TCR | Comment la résistance change avec la température |
| Suivi TCR | À quelle distance les éléments de résistance dérivent les uns des autres |
| Puissance par élément | Puissance maximale que chaque résistance peut supporter |
| Puissance totale du paquet | Chaleur maximale que l’ensemble du package peut supporter |
| Type de paquet | SIP, DIP, SOIC, SOT, chip array ou autre format |
| Température de fonctionnement | Plage de température permise pour un fonctionnement sûr |
| Connexion interne | Indique si le tableau est isolé, busé ou divisé |
Pour les circuits digitaux pull-up et pull-down, la tolérance et l’adaptation peuvent ne pas être très strictes. Pour les circuits analogiques de gain, les diviseurs de tension et les circuits de mesure, le rapport d’adaptation et le suivi TCR deviennent bien plus précieux.
Un processus de sélection simple ressemble à ceci :
• Choisir un type de réseau isolé, busé, diviseur ou personnalisé.
• Sélectionner la valeur de résistance et le nombre de résistances.
• Vérifier la tolérance et le rapport d’appariement.
• Vérifier le TCR et le suivi TCR.
• Confirmer la puissance par élément et la puissance totale du paquet.
• Choisir le boîtier en fonction de l’espace du PCB et de la méthode d’assemblage.
• Vérifier les besoins de température et de fiabilité de fonctionnement.
• Examiner le schéma de connexion interne avant de commander.
Pourquoi l’appariement des résistances et le suivi TCR sont importants dans les circuits de précision
Dans de nombreux circuits de précision, le rapport des résistances compte plus que la valeur exacte de résistance de chaque résistance. Un réseau de résistances assorties aide à maintenir ce rapport stable car les éléments de résistance sont construits très proches les uns des autres et subissent généralement des variations de température similaires.
Dans un circuit à gain d’ampli opérationnel, le gain dépend du rapport entre la résistance de rétroaction et la résistance d’entrée. Si les deux résistances dérivent différemment, le gain peut se déplacer. Un réseau de résistances assorties aide à maintenir le gain plus stable.
Dans un diviseur de tension, la tension de sortie dépend également du rapport de résistance. Si une résistance change plus que l’autre en raison de la température, du vieillissement ou de la contrainte de la carte, la tension divisée peut devenir inexacte. Cela peut affecter les circuits de référence, l’échelle des entrées ADC, la détection de batterie et le conditionnement du signal des capteurs.
Le suivi TCR montre à quel point les éléments de résistance dérivent l’un vers l’autre au fil de la température. Pour les circuits basés sur le rapport, le suivi TCR est souvent plus utile que de simplement vérifier le TCR d’une seule résistance.
Les réseaux de résistances assorties sont utiles dans les réseaux de gain d’amplificateurs opérationnels, les diviseurs de tension, les réseaux d’entrée ADC, les circuits DAC, les amplificateurs d’instrumentation et les interfaces de capteurs. Pour les circuits simples de tirage vers le haut ou vers le bas, un accord précis n’est généralement pas nécessaire.
Applications courantes des réseaux de résistances
Résistances de tirage vers le haut et vers le bas
Les réseaux de résistances sont utilisés pour tirer plusieurs lignes de signal vers un niveau logique fixe. Un réseau de résistances bus peut connecter plusieurs broches d’entrée au VCC ou à la masse via des résistances séparées. C’est courant dans les entrées microcontrôleurs, les circuits clavier, les lignes d’adresse, les broches de contrôle et les bus numériques.
Par exemple, une carte microcontrôleur peut nécessiter huit résistances pull-up de 10 kΩ pour les entrées numériques. Au lieu d’utiliser huit résistances distinctes, un réseau busé à 8 résistances peut connecter tous les pull-ups à une voie d’alimentation partagée via un ensemble compact.
Diviseurs de tension
Les réseaux de résistances peuvent diviser la tension pour détecter, mettre à l’échelle et faire référence aux circuits. Les réseaux de diviseurs appariés sont utiles lorsque la tension de sortie doit rester stable à travers les variations de température. Ils sont souvent utilisés dans la détection de batterie, la mise à l’échelle analogique des entrées, les interfaces de capteurs et les circuits de référence.
ADC et circuits DAC
Les circuits ADC et DAC reposent souvent sur des relations de résistance stables. Les réseaux de résistances peuvent créer des chemins de résistance pondérés, des diviseurs de référence ou des réseaux d’échellement d’entrée. Dans ces circuits, l’appariement des résistances et la dérive peuvent affecter la précision de conversion, donc les réseaux appariés sont utiles lorsque la précision compte.
Réglage du gain de l’ampli op
Les circuits d’amplificateur opérationnel utilisent des résistances pour régler le gain. Si le rapport de résistance change, le gain change aussi. Les réseaux de résistances adaptés aident les deux éléments de résistance à suivre plus précisément les variations de température, maintenant le gain plus stable dans les conditions de fonctionnement.
Par exemple, un circuit à gain d’ampli opérationnel peut utiliser deux résistances comme réseau de rétroaction. Si ces résistances dérivent différemment, le gain peut changer. Un réseau de résistances adaptées aide à maintenir le rapport de résistances, ce qui améliore la stabilité du gain.
Terminaison de ligne
Les réseaux de résistances sont utilisés pour la terminaison de signal dans les lignes numériques et de communication. Les résistances de terminaison aident à réduire les réflexions du signal et à améliorer la qualité du signal dans les bus de données, les interfaces mémoire, les lignes de contrôle et les chemins de signal multi-lignes.
7,6 Limitation de courant LED
Un réseau de résistances peut limiter le courant pour plusieurs LED lorsque chaque LED nécessite une valeur de résistance similaire. Cela peut réduire le nombre de pièces dans les panneaux indicateurs, les cartes d’affichage et les modules de contrôle.
Par exemple, un panneau de contrôle avec plusieurs LED indicatrices peut utiliser un réseau de résistances au lieu de plusieurs résistances distinctes. Le contrôle principal de conception concerne la chaleur, puisque chaque élément de résistance et l’ensemble du boîtier doivent rester dans leurs limites de puissance nominale.
Limitations des réseaux de résistances et erreurs courantes de conception
| Problème ou erreur | Meilleure approche |
|---|---|
| Choisir uniquement par valeur de résistance | Vérifier la tolérance, l’alimentation, le package et le type de connexion |
| Ignorant le circuit interne | Révisez le diagramme de broches avant la mise en page |
| Utilisation d’un réseau busé où des résistances isolées sont nécessaires | Associer le type de réseau au circuit |
| Surcharge d’un élément de résistance | Vérifier la puissance par résistance |
| Ignorer la chaleur totale du paquet | Vérifiez la dissipation totale du paquet |
| Utilisation de réseaux standards dans des séparateurs de précision | Choisissez des tableaux appariés avec des spécifications de ratio |
| Ignorer le suivi TCR | Vérifier le comportement de dérive dans les circuits analogiques |
| Placer des pièces sensibles à la chaleur à proximité | Laissez suffisamment d’espacement autour des paquets chauds |
| Remplacement des réseaux appariés par des résistances discrètes aléatoires | Revérifier le gain, l’erreur de rapport et la dérive |
Conclusion
Les réseaux de résistances sont un bon choix lorsqu’un circuit nécessite plusieurs résistances proches avec des valeurs similaires, des connexions partagées ou des performances correspondantes. Ils aident à économiser de l’espace sur les circuits imprimés, à réduire le nombre de pièces et à améliorer la stabilité des rapports dans les circuits de précision. Pour les tractions, choisissez des réseaux busés ; Pour une précision analogique, choisissez des séparateurs appariés ou des réseaux de précision. Avant de commander, vérifiez toujours le brochage, la tolérance, l’adaptation, le TCR et les limites de puissance.
Foire aux questions
Q1. Quand devrais-je utiliser un réseau de résistances au lieu de résistances séparées ?
Utilisez un réseau de résistances lorsque plusieurs résistances sont proches, que des valeurs similaires sont comparables ou qu’elles partagent une connexion commune. Cela permet d’économiser de l’espace sur les circuits imprimés, de réduire le nombre de pièces et de rendre l’assemblage plus propre.
Q2. Quel réseau de résistances est le meilleur pour les circuits pull-up et pull-down ?
Un réseau de résistances busées est idéal car plusieurs résistances partagent une broche commune connectée au VCC ou à la masse. Il est souvent utilisé avec des microcontrôleurs, claviers, lignes d’adresses et bus numériques.
Q3. Les réseaux de résistances améliorent-ils la précision dans les circuits analogiques ?
Oui. Les réseaux de résistances assortis aident à maintenir les rapports de résistances, ce qui est utile pour les diviseurs de tension, les circuits de gain d’amplificateur opérationnel, les entrées ADC, les réseaux DAC et les circuits capteurs.
Q4. Que dois-je vérifier avant de choisir un réseau de résistances ?
Vérifiez la valeur de résistance, le nombre de résistances, la tolérance, l’appariement, le TCR, la puissance nominale, le type de boîtier et la connexion interne. Pour les circuits de précision, l’appariement et le suivi TCR sont plus importants.
10,5 Q5. Les réseaux de résistances peuvent-ils gérer la même puissance que des résistances séparées ?
Pas toujours. Chaque élément de résistance a une limite de puissance, et l’ensemble complet a une limite totale de chaleur. Vérifiez les deux valeurs avant d’utiliser un réseau dans des circuits à haute puissance.
Q6. Puis-je remplacer des résistances discrètes par un réseau de résistances ?
Oui, si la valeur, la tolérance, la puissance nominale, le brochage et le type de connexion correspondent au circuit. Vérifiez également si la conception nécessite des résistances isolées, en bus ou assorties.
