抵抗分圧

許容差がどう効くか

分圧比 R2/(R1+R2) は抵抗値の比だけで決まるので、両方が同じ方向にずれる分にはキャンセルされます。問題になるのは逆方向にずれた場合です。

±1% の抵抗を 2 本使った最悪ケースでは、分圧比の誤差はおよそ ±1% です（R1 が +1%、R2 が −1% のとき）。ここに電源電圧の許容差が掛け算で乗ります。電源が ±5% なら、出力電圧の振れは合計で約 ±6% になります。

抵抗の許容差より温度係数のほうが効く場面があります。一般的な厚膜チップ抵抗の温度係数は ±100〜200ppm/K です。−40〜+85°C の範囲では最大 2.5% 動きます。2 本の抵抗が同じ温度で同じ方向に動く分は打ち消されますが、種類や実装場所が違うと打ち消されません。精度が要るなら同じシリーズ・同じサイズで揃え、近くに置いてください。

抵抗値をいくつにするか

ADC に入れる場合は、分圧の出力インピーダンス（R1 と R2 の並列値）が ADC の要求より低いことを確認してください。マイコン内蔵の逐次比較型 ADC はサンプリング時にコンデンサへ充電するため、出力インピーダンスが高いと変換値が下がります。10kΩ 以下が無難で、それ以上なら出力にコンデンサを入れます。

計算例：3.3V を 1/2 に分圧して ADC で測る

1. Vcc = 3.3V、R1 = R2 = 10kΩ、電源許容差 ±5%、抵抗はどちらも ±1%。
2. この計算機で標準値は 1.65V。
3. 最大 1.7498V、最小 1.5518V、振れ幅は 0.198V。
4. 中心値に対して ±6% ある。12bit ADC の分解能（3.3V で 0.8mV）よりはるかに大きい。
5. 電源電圧そのものを測りたいなら、この誤差は致命的。ADC の基準電圧に電源をそのまま使えば、電源変動は分子と分母で打ち消され、抵抗の ±1% だけが残る。

上の 5 番目が実務では一番効く工夫です。「何を基準に測るか」を変えるだけで、部品を変えずに誤差が 6 分の 1 になります。

よくある失敗

• 分圧点に負荷をぶら下げる。この計算は無負荷の値です。分圧点から電流を引く回路（電流を吸うアナログ入力、次段のバイアスなど）があると、その分だけ電圧が下がります。負荷抵抗が R2 の 100 倍以上あることを確認してください。
• スイッチング電源の FB 分圧で高抵抗を使いすぎる。数百 kΩ にすると配線容量で位相が回り、ループが不安定になります。FB の配線は最短にし、必要なら帰還にコンデンサを入れて位相を補償します。
• 高電圧の分圧で定格電圧を超える。チップ抵抗には素子1個あたりの最大電圧（1608 で 50V 程度）があります。数百 V を分圧するなら、抵抗を複数直列にして分担させてください。
• E24 に丸めた誤差を数えない。計算した理想値を E24 系列に丸めた時点で最大 2% ずれます。許容差の計算は丸めた後の値で行ってください。