Warum verwenden wir immer noch Widerstände mit einer Toleranz von% 5, während sie sogar einen 14,318182-MHz-Kristall herstellen können?

Das Jahr ist 2012 und ich kann nur% 5-tol-Widerstände auf dem lokalen Markt finden. Sie können Transistoren im molekularen Maßstab herstellen, sie können 14,318182 MHz-Kristalle herstellen, sie können Billionen von Flip-Flops in einem Speicherchip platzieren.

Warum fangen sie dann nicht an, Widerstände mit 0,01% Toleranz herzustellen? Ist die Herstellung von Widerständen schwieriger als die oben genannten? Was ist der Grund, warum immer noch% 10-Tol- und% 5-Tol-Widerstände hergestellt werden?

(Ich frage dies, weil ich erfahren habe, dass die folgende Schaltung möglicherweise nicht funktioniert, da die Widerstandswerte stark von den Nennwerten abweichen können.)

Noch ein Punkt, den man bedenken sollte: Vielleicht gibt es ein Problem mit dem lokalen Markt?

In meinem lokalen Markt habe ich keine Probleme, 1% Widerstände zu bekommen, und manchmal gibt es eine größere Auswahl an 1% Widerständen als bei 5% Widerständen. Es ist nicht immer die Frage, ob es gemacht werden kann, aber die Leute werden es auch kaufen. Vielleicht glauben Ihre Händler aus irgendeinem Grund, dass nicht genug Leute 1% Widerstände kaufen, so dass sie sich nicht die Mühe machen, sie auf Lager zu haben (im Grunde genommen, was ist es ihnen wert, einen Teil auf Lager zu haben, wenn sich andere gut genug verkaufen?), Oder vielleicht sei einfach faul *. Vielleicht drückten sehr wenige Menschen tatsächlich ihren Wunsch aus, solche Widerstände zu verwenden. Vielleicht sind die Leute so an 5% Widerstände gewöhnt, dass sie nicht das Gefühl haben, teurere Widerstände kaufen zu müssen, da sie nicht die Chance hatten, sie in Aktion zu sehen.

Vielleicht gibt es eine nicht offensichtliche Möglichkeit für diese Widerstände, in Ihren lokalen Markt einzutreten? Hier, wo ich bin, haben wir Unternehmen, die sich auf die Beschaffung von Bauteilen spezialisiert haben, die niemand auf Lager hat, und zwar in Mengen, die so niedrig sind, dass die direkte Zusammenarbeit mit einem ausländischen Händler zu teuer wäre.

Da wir wissen, dass in einigen Teilen der Welt üblicherweise Widerstände mit 1% und mehr verfügbar sind, kann der Grund in Ihrem Markt liegen.

* Zum Schluss eine kurze Geschichte über die menschliche Natur, die möglicherweise mit diesem Problem zusammenhängt: Ich habe mehrere Jahre in einem anderen Land gelebt und dort eine Druckermarke gefunden, die mir sehr gefällt. Als ich in meine Heimat zurückkehrte, bemerkte ich, dass niemand von dieser Marke hörte. Zufällig bin ich auf das Büro des Distributors für diese Marke gestoßen und habe eine Weile mit ihnen gesprochen. Mir wurde im Grunde gesagt, dass sie nicht expandieren, da sie bereits genug Kunden haben, um ihr Unternehmen zu erhalten, und dass sie sich nicht die Mühe machen wollen, mehr Kunden zu haben, als für ihre weitere Existenz erforderlich ist.

0,1% Widerstände sind weit verbreitet. Digikey listet 59.000 Teilenummern auf. Der Preis ist jedoch höher, beispielsweise bei Rollenmengen von 0,04 US-Dollar anstelle von 0,001 US-Dollar pro Stück bei einer Toleranz von 5%.

Wenn Ihr Design eine hohe Toleranz erfordert und Ihr Markt nicht auf ein paar Dollar Preisunterschied reagiert, gibt es absolut keinen Grund, nicht mit einer engeren Toleranz als 5% zu entwerfen.

Bei meiner vorherigen Arbeit verwendeten wir 1% Widerstandstoleranzen als Standard, da es billiger war, etwa ein Zehntel Cent mehr pro Widerstand auszugeben, als zusätzliche Technik zu betreiben, um sicherzustellen, dass die zusätzliche Toleranz akzeptabel ist (oder um zu überspringen) es und am Ende Versand schlechte Produkte).

Aber in anderen Märkten machen ein paar Cent pro Widerstand (sagen wir, Sie haben 1000 Widerstände in einem Design, diese Cent summieren sich) einen Unterschied. Denken Sie auch daran, dass sich jede Kostendifferenz in der Stückliste mit der Zeit multipliziert, in der das Produkt bei Best Buy im Regal ist.

Die grundlegende Antwort auf Ihre Frage lautet, dass für 99,9999% der Anwendungen von Widerständen die verbesserte Toleranz keinen Wert hätte. Schaltungen sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass sie mit 5% - und 10% -Widerständen einwandfrei funktionieren.

In dem konkreten Beispiel, das Sie zeigen, ist es wirklich nicht die absolute Toleranz der Widerstände, die wichtig ist, sondern wie gut sie aufeinander abgestimmt sind. Für solche Anwendungen können Sie in der Tat angepasste Widerstandsarrays (und Widerstände mit engen Toleranzen) erwerben. Unnötig zu erwähnen, dass sie etwas teurer sind als die üblicherweise verwendeten Geleebonbons mit 10%, 5% oder sogar 1% Anteil.

Dies ist auch der Grund, warum monolithische Instrumentenverstärker in solchen Anwendungen wertvoll sind. Sie haben alle passenden Widerstände im Chip integriert und sie sind so konstruiert, dass sich alle thermischen, prozessbezogenen und geometrischen Variationen (meistens) aufheben, sodass sie in der Tat sehr gut passen.

Sie verwechseln die Anzahl der Stellen in der Spezifikation der Nennfrequenz des Kristalls mit seiner Toleranz.

Ein billiger Quarz mit 14,318182 MHz ist nicht auf einstellige Hz genau. Die Werte im Digikey-Katalog liegen zwischen 10 und 50 Teilen pro Million, das heißt, sie weisen je nach Auswahl einen Fehler von +/- 143 bis 716 Hz auf.

Genau wie bei Widerständen zahlen Sie umso mehr, je enger die Toleranz sein soll. Und ab einem bestimmten Punkt kann die angegebene Toleranz nur erreicht werden, wenn Sie sie in einer temperaturgesteuerten Umgebung verwenden, die der Kalibrierungstemperatur entspricht. Dies ist bei präzisen Kristalloszillatoren recht häufig, so dass Sie "Ofen" -Kristalloszillatoren mit Heizung kaufen können Element und Regelkreis dafür.

Sie müssten auch die Ladekapazität anpassen, für die der Kristall ausgelegt ist: Umgekehrt können Sie durch Variieren dieser Kapazität die Frequenz des Kristalls um einige kHz "ziehen" - nicht linear, aber ausreichend, um historisch gesehen eine Frequenz anzugeben Wahl bei kristallgesteuerten Schmalband-Amateurfunksendern mit Morsecode ohne die größeren Kalibrierungs- und Stabilitätsprobleme eines LC-Oszillators mit variabler Frequenz.

Während 5% Widerstände in vielen Schaltkreisen in Ordnung sind, verwende ich 1% Widerstände. Das Wort ist Reproduzierbarkeit .

Murphys Gesetz: Toleranzen wirken Hand in Hand, um das System so weit wie möglich von seinem stabilen Sollwert zu entfernen.

Der Grund für die 5% ist, dass sich die Widerstandswerte in der Reihe dann im Wert überlappen. Beispielsweise haben die Widerstände der Serie E24 eine Fehlerrate von 5%, sodass ein Widerstand mit + 5% den nächsten Widerstandswert mit einem Wert von -5% geringfügig überlappt.

So gibt es auch eine E12-Serie mit 10% Fehler und eine E48 mit 2% Fehler. Dies ist ein guter Artikel dazu: http://www.logwell.com/tech/components/resistor_values.html