发布日期：2026-10-27
适用场景
已经知道分压公式，却不理解为什么两个看似相似的测量点会出现电压差，可以制作这块只有电阻、连接器和测试点的小板。板上包含左右两组分压器，默认两点电压接近；断电后装上跳线帽，左侧分压比例改变，再通电即可观察失衡。
本项目只使用安全低压直流，供电固定为 3V，并在首次通电时设置 10mA 限流。所有接线、插拔跳线帽和焊接都必须断电进行。电路不能接市电、交流电源、高压模块或待测未知电源。
原理
左侧从电源正端依次经过 R1、测量点 A、R2 到地；右侧依次经过 R3、测量点 B、R4 到地。四只电阻均为 1kΩ，理想情况下两个测量点都为电源电压的一半。
增加第五只 1kΩ 电阻 R5，通过两针跳线与 R2 并联。跳线断开时，R5 支路不导通；跳线闭合时，左侧下臂等效为 500Ω，因此在 3V 供电下，A 点约为 1V，B 点仍约为 1.5V。
红表笔接 A、黑表笔接 B，理想读数由接近零变成约负 0.5V。这里的负号只是说明 A 点电位低于 B 点。分压计算依据可参考 All About Circuits 的分压教材，并联电阻的计算可参考其串并联电路教材。
准备工作
准备五只 1kΩ、误差 1%、额定功率四分之一瓦的直插电阻，一个两针电源连接器，一个两针排针与跳线帽，以及四个测试点。测试点分别连接电源正端、地、A 点和 B 点。另需万用表、具有限流功能的低压直流电源和基本焊接工具。
软件流程按 KiCad 9.0 编写。准备制作双层板，采用直插元件，便于初学者检查焊接。先实测电阻阻值并记录，避免把其他数量级的电阻混入材料。
分步骤操作
第一步：画出明确的连接关系
新建项目，在原理图编辑器（Schematic Editor）中放入五只电阻、两个两针连接器和四个测试点。把电源正端网络命名为 VCC，公共参考点命名为 GND。
左支路连接 VCC—R1—A—R2—GND，右支路连接 VCC—R3—B—R4—GND。附加支路连接 A—R5—跳线连接器第一脚，跳线连接器第二脚接 GND。这样装上跳线帽后，R5 才与 R2 并联，不能把跳线直接跨接在 R2 两端，否则会变成短接下臂。
分别给 VCC、GND、A 和 B 放置测试点。检查交叉线是否有预期连接点，再运行电气规则检查（Electrical Rules Checker）。若使用电源输入标志并出现未驱动提示，应在核实外部供电入口后正确添加电源标志，不能单纯隐藏错误。
第二步：分配封装并核对实物
为电阻选择与实际引脚间距一致的轴向直插封装；两针排针常用 2.54mm 间距，但仍需核实实物。电源连接器第一脚接 VCC，第二脚接 GND，并把这个关系写入丝印。
测试点选择能够实际焊接测量环或插针的封装。A、B 两点不要紧挨着放，预留表笔操作空间。原理图符号和封装之间按焊盘编号连接，不能只凭图形左右位置判断。
第三步：布局、布线并检查
进入电路板编辑器（PCB Editor），执行从原理图更新 PCB（Update PCB from Schematic）。在板框层（Edge.Cuts）画一个闭合矩形，可先按约 40mm×30mm 规划，再根据实物调整。
左右两组分压器分区放置，跳线靠近 R5，四个测试点沿板边排开。可把线宽设为 0.4mm、间距设为 0.25mm，同时确认这些参数满足所选板厂能力。连接全部飞线后，运行设计规则检查（Design Rules Checker），确认没有未连接项和意外短接。
KiCad 官方入门文档说明了原理图更新、板框和规则检查流程。检查通过后输出制造文件，并在查看器中核对板框、钻孔和铜层，确认版本一致再制作。
第四步：断电验收后限流上电
焊接完成后先检查连锡和引脚编号，保持跳线帽取下。电源未连接时，测量 VCC 与 GND 的电阻，理想值约为 1kΩ；如果接近零，应停止上电并查找短路。
将电源输出关闭，设为 3V、限流 10mA，核对正负极后接线，再开启输出。跳线断开时，理论总电流约为 3mA；若立即进入限流，应马上关断输出检查。切换跳线帽前必须再次关闭电源。
验证方法
先测实际供电电压，再分别测 A 对地、B 对地以及 A 对 B 的电压。跳线断开时，前两者应接近供电的一半，差分接近零；跳线闭合后，A 点应接近供电的三分之一，B 点仍接近一半。
在理想 3V 下，闭合后的总电流约为 3.5mA。电阻误差、电源误差与万用表误差会造成偏离，不要求末位数字完全一致。将实测供电代入比例计算，比直接死记 1V 和 1.5V 更可靠。
常见错误
闭合跳线后 A 点直接变成零，优先检查是否把跳线接成了 R2 的短路。两个测量点始终相同，则检查 R5 支路是否真正接入、排针是否焊通。差分符号相反时，先确认红黑表笔位置。
不要带电使用电阻档，也不要把电流档并接到电源两端。电流可以从电源显示读取，本项目无需通过改变表笔插孔来串入电流测量。
安全与回退
实验中任何元件明显发热、供电进入限流或读数突变，都应先断电。恢复默认状态只需断电取下跳线帽，再检查支路连接。电阻网络不含储能电容，仍应确认电源已经关闭再触碰焊点。
焊接时使用支架、护目镜并保持通风。不要在带电板上返修，也不要让裸露导线落到电路板上。保留原理图、板图和两种跳线状态的记录，之后修改时先另存版本，便于回到已核对的连接关系。
参考资料与转载说明
本文依据上述公开资料进行中文原创整理，不是逐句翻译，也不替代厂商手册。操作前请核对自己的版本、型号和备份。
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