spanningsverdeling

Spanningsverdeling is een elektrisch principe waarbij een hogere spanningsbron wordt omgezet in één of meer lagere spanningen met behulp van een netwerk van componenten, meestal weerstanden. Het meest gangbare type is twee weerstanden in serie die over de spanningsbron zijn geschakeld. Doordat dezelfde stroom door beide weerstanden loopt, verdeelt de spanning zich volgens de weerstandswaarden: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2), waarbij R1 van Vin naar Vout loopt en R2 van Vout naar de aarde gaat. De verhouding van R1 en R2 bepaalt dus het gewenste outputniveau.

Als er een belasting op Vout wordt aangesloten, vormt deze belasting samen met R2 een rijs parallel, waardoor de werkelijke verminderde weerstand verandert en Vout anders uitvalt: Vout = Vin × (R2 || Rload) / (R1 + (R2 || Rload)). Een hoge uitgangsimpedantie kan leiden tot grotere invloed van de belasting en ruis.

Toepassingen zijn onder meer het genereren van referenties voor analoog-naar-digitaalomzetters (ADC’s), het verlagen van signaalniveaus voor microcontrollers, en het biasen van transistor- of sensorcircuits. Ontwerpkeuzes spelen een belangrijke rol: hogere weerstandswaarden verminderen het stroomverbruik maar verhogen gevoeligheid voor ruis en leakage; lagere waarden verbeteren stabiliteit maar verhogen het verbruik en vermogen dissipatie. Toleranties en temperatuurscoëfficiënten van weerstanden kunnen de output nauwkeurigheid beïnvloeden; voor kritische toepassingen worden buffers (op-amp) of spanningsreferenties gebruikt om de belasting te isoleren.

Varianten omvatten potmeters of trimweerstanden voor afstel, RC-dividers voor tijdsafhankelijke toepassingen, en actieve divider-schema’s die buffering of betere stabiliteit bieden.