附录 B · E96 电阻与 E 系列电容取值表
电阻与电容的标称值按 E 系列(Preferred Values,优选数系) 分布:每十倍程(decade)内取 N 个等比排列的值,相邻值之比恒定。E 后数字越大,档位越密、精度越高。实际选值时优先从标准系列取,可大幅减少 BOM 种类并保证供货。
B.1 E 系列与精度对应关系
| 系列 | 每十倍程档数 | 相邻值间距比 10^{1/N} | 典型配套精度 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| E3 | 3 | 2.154 | \pm 50\% | 极少用,历史遗留 |
| E6 | 6 | 1.468 | \pm 20\% | 粗调/非关键 |
| E12 | 12 | 1.212 | \pm 10\% | 通用低成本 |
| E24 | 24 | 1.1007 | \pm 5\% | 通用最常用 |
| E48 | 48 | 1.0473 | \pm 2\% | 较精密 |
| E96 | 96 | 1.0243 | \pm 1\% | 精密/运放/分压 |
| E192 | 192 | 1.0121 | \pm 0.5\% 及以下 | 超高精密 |
间距比是理论值:E96 相邻标称值实际比值在 1.0177–1.0301 之间(见 B.3 校验)。精度列是“典型配套”,不是强制绑定——E96 值也可以买 5% 的,只是没必要。
系列之间的包含关系(易被说错)
- E6 ⊂ E12 ⊂ E24 严格成立:E6 的 6 个值、E12 的 12 个值都能在 E24 表中原样找到。
- E24 → E96 只是“近似对应”,不是严格包含。E96 用三位有效数字,E24 用两位;把 E24 值乘 10 后,在 E96 中能找到偏差 ≤1.3% 的值,但标称值可能不同。
| E24 值 | E96 对应值 | 偏差 |
|---|---|---|
| 1.6 | 1.58 或 1.62 | ±1.25% |
| 2.4 | 2.37 或 2.43 | ±1.25% |
| 3.6 | 3.57 | −0.83% |
| 4.7 | 4.75 | +1.06% |
| 8.2 | 8.25 | +0.61% |
所以“E96 包含 E24 的全部值”这句话不准确;准确说法是“每个 E24 值在 E96 中都有 ≤1.3% 的替代值”。换系列时要按新系列的标称值重新选,不要直接把 4.7 kΩ 写成 4.75 kΩ 还按 5% 采购。
B.2 E6 / E12 / E24 标准基数
下表给出每十倍程的“基数”(两位有效数字),实际取值乘以 10^n 即可覆盖任意数量级(如 E24 的 10 → 10 Ω / 100 Ω / 1 kΩ / 10 kΩ / 100 kΩ / 1 MΩ …)。
| E6(±20%) | E12(±10%) | E24(±5%) |
|---|---|---|
| 10 | 10 | 10 |
| — | — | 11 |
| — | 12 | 12 |
| — | — | 13 |
| 15 | 15 | 15 |
| — | — | 16 |
| — | 18 | 18 |
| — | — | 20 |
| 22 | 22 | 22 |
| — | — | 24 |
| — | 27 | 27 |
| — | — | 30 |
| 33 | 33 | 33 |
| — | — | 36 |
| — | 39 | 39 |
| — | — | 43 |
| 47 | 47 | 47 |
| — | — | 51 |
| — | 56 | 56 |
| — | — | 62 |
| 68 | 68 | 68 |
| — | — | 75 |
| — | 82 | 82 |
| — | — | 91 |
E6 只有 6 行有值(10/15/22/33/47/68),E12 有 12 行,E24 有 24 行。把这一列数一遍,就是最快的自检:数错说明表抄错了。
B.3 E96 全部 96 个标准基数(±1%)
E96 为三位有效数字,下表按 8 列 × 12 行排列。取值时乘以 10^n(如 100 → 100 Ω / 1 kΩ / 10 kΩ;475 → 4.75 kΩ / 47.5 kΩ / 475 kΩ)。
| # | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 100 | 102 | 105 | 107 | 110 | 113 | 115 | 118 |
| 2 | 121 | 124 | 127 | 130 | 133 | 137 | 140 | 143 |
| 3 | 147 | 150 | 154 | 158 | 162 | 165 | 169 | 174 |
| 4 | 178 | 182 | 187 | 191 | 196 | 200 | 205 | 210 |
| 5 | 215 | 221 | 226 | 232 | 237 | 243 | 249 | 255 |
| 6 | 261 | 267 | 274 | 280 | 287 | 294 | 301 | 309 |
| 7 | 316 | 324 | 332 | 340 | 348 | 357 | 365 | 374 |
| 8 | 383 | 392 | 402 | 412 | 422 | 432 | 442 | 453 |
| 9 | 464 | 475 | 487 | 499 | 511 | 523 | 536 | 549 |
| 10 | 562 | 576 | 590 | 604 | 619 | 634 | 649 | 665 |
| 11 | 681 | 698 | 715 | 732 | 750 | 768 | 787 | 806 |
| 12 | 825 | 845 | 866 | 887 | 909 | 931 | 953 | 976 |
比值一致性校验
E96 由 10^{n/96}(n=0,1,\dots,95)取三位有效数字得到,因此:
\frac{v_{n+k}}{v_n}\approx10^{k/96},\qquad \prod_{n=0}^{95}\frac{v_{n+1}}{v_n}=10\quad(v_{96}\equiv1000)| 校验项 | 理论值 | 表中实际 |
|---|---|---|
| 单步比值 | 10^{1/96}=1.024275 | 最小 115/113 = 1.0177,最大 137/133 = 1.0301 |
| 跨 7 步 | 10^{7/96}=1.1830 | 118/100 = 1.180(各行为 1.180–1.186) |
| 跨 8 步(隔 8 个间隔) | 10^{8/96}=1.2115 | 121/100 = 1.210 |
| 跨 48 步(半个十倍程) | 10^{48/96}=3.1623 | 316/100 = 3.160;976/309 = 3.159 |
| 跨 95 步(首到尾) | 10^{95/96}=9.7599 | 976/100 = 9.760 |
| 跨 96 步(到一个十倍程) | 10 | 1000/100 = 10(下一档的 100) |
首尾直接相乘不等于 10:976 是第 96 个值、100 是第 1 个值,两者相差 95 步而不是 96 步,所以 976/100 = 9.76 才是对的;要验证一个完整十倍程,应比较 100 与下一档的 1000,或把 96 个相邻比值连乘。单步比值在 1.0177–1.0301 之间波动是三位有效数字取整造成的,拿“相邻值一定差 2.4%”去卡公差会误判。
常用 E96 取值速查(工程高频)
| 数量级 | 高频取值(Ω/kΩ) |
|---|---|
| 100 级 | 100, 110, 121, 130, 150, 169, 182, 200 |
| 200 级 | 200, 221, 249, 274, 301, 332, 365, 402 |
| 500 级 | 499, 511, 562, 604, 681, 750, 806, 909 |
| 1k 级 | 1.00k, 1.10k, 1.21k, 1.50k, 2.00k, 2.21k, 3.01k, 4.99k |
| 10k 级 | 10.0k, 11.0k, 12.1k, 15.0k, 20.0k, 30.1k, 49.9k, 100k |
运放反馈电阻、ADC 分压、I²C 上拉等精密场景优先从 E96 取;面包板/试验阶段用 E24(棕黑红棕等色环电阻)足够。4.99 kΩ 而不是 5.00 kΩ,是因为 E96 里没有 5.00,只有 4.99 和 5.11。
B.4 电容 E 系列与常用容值档
电容的 E 系列基数与电阻相同,但实际供货密度远低于电阻——MLCC 常用 E6/E12,电解电容更粗。下表按容值数量级列出工业界最常用、最容易买到的标准容值档。
| 数量级 | 常用标称容值 |
|---|---|
| pF 级 | 1, 2.2, 3.3, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100 |
| nF 级 | 1, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 15, 22, 33, 47, 68, 100 nF(另:100 pF = 0.1 nF) |
| µF 级 | 0.1(=100 nF), 0.15, 0.22, 0.33, 0.47, 0.68, 1, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8, 10, 15, 22, 33, 47, 68, 100 |
| 大容值 | 100, 220, 330, 470, 680, 1000, 2200, 4700, 10000 µF(电解/钽) |
同一容值有多个写法:0.1 µF = 100 nF = 100000 pF。BOM 里只保留一种写法(建议 µF),否则采购会当成两种料。电容的“标称值”还受介质、耐压、封装影响,同一 0.1 µF 可能有 X7R、X5R、C0G 三种料号,电性能差很多。
去耦/旁路常用取值
| 用途 | 推荐容值 | 说明 |
|---|---|---|
| MCU/IC 电源脚就近去耦 | 0.1 µF(100 nF)X7R | 标配,滤高频 |
| 大容量储能 | 10 µF / 22 µF X5R/X7R | 与 0.1 µF 并联扩宽带宽 |
| LDO 输入/输出 | 1 µF ~ 10 µF | 按数据手册稳定性要求选 ESR |
| Buck 输出 | 10 µF ~ 100 µF | 低 ESR MLCC 或聚合物 |
| RC 低通/延时 | 1 nF ~ 1 µF | 配合 kΩ 电阻取时间常数 |
| 晶振负载电容 | 18 pF / 22 pF / 33 pF | 按晶振 datasheet 指定 CL 选 |
- 现象:0.1 µF X7R 10 V 在 5 V 偏置下实测只剩 0.03 µF。
- 原因:MLCC 直流偏置效应(DC Bias),高介电常数 X5R/X7R 容量随偏压大幅跌落,封装越小、额定电压越贴近工作电压,跌得越狠。
- 解决:去耦电容选 X7R/C0G、留足降额电压(工作电压 ≤ 额定电压的 50%–70%),关键电源并多颗小电容;Y5V 的温漂与偏压特性更差,慎用于去耦。
B.5 色环 / 印字速查
四色环
| 色环 | 第 1/2 环有效数字 | 第 3 环倍率 | 第 4 环误差 |
|---|---|---|---|
| 黑 | 0 | \times 10^0 | — |
| 棕 | 1 | \times 10^1 | ±1% |
| 红 | 2 | \times 10^2 | ±2% |
| 橙 | 3 | \times 10^3 | — |
| 黄 | 4 | \times 10^4 | — |
| 绿 | 5 | \times 10^5 | ±0.5% |
| 蓝 | 6 | \times 10^6 | ±0.25% |
| 紫 | 7 | \times 10^7 | ±0.1% |
| 灰 | 8 | \times 10^8 | — |
| 白 | 9 | \times 10^9 | — |
| 金 | — | \times 10^{-1} | ±5% |
| 银 | — | \times 10^{-2} | ±10% |
| 无色 | — | — | ±20% |
例:棕黑红棕 = 10\times10^2\pm1\% = 1.0 kΩ ±1%。五色环则前三位是有效数字、第四位倍率、第五位误差:棕黑黑红棕 = 100\times10^2\pm1\% = 10 kΩ ±1%。读色环先找误差环(金/银/棕/红等靠边、间距略大的一环),从另一端读起。
贴片电阻印字
| 印字 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|
| 三位数 | 前两位有效数字 + 第三位倍率(5%) | 103 = 10\times10^3 = 10 kΩ |
| 四位数 | 前三位有效数字 + 第四位倍率(1%) | 1003 = 100 kΩ;4751 = 4.75 kΩ |
| R 记法 | R 代表小数点 | 4R7 = 4.7 Ω;R47 = 0.47 Ω |
| 0 Ω | 0、000 或 0R0 | 跳线电阻 |
| 两位数字 + 字母 | EIA-96 / IEC 60062 的两位代码标法,常见于 0603 及以下 | 字母倍率以标准与厂商说明为准 |
三位/四位印字的最后一位是“10 的幂”,不是有效数字。
1003读作 100×10³,不是 1003 Ω;4751读作 475×10¹ = 4.75 kΩ。0603 以下因面积不够,才改用两位代码 + 字母倍率,遇到不认识的后缀先查标准再拆。
B.6 选值五条实用规则
- 先定精度再定系列:5% 用 E24,1% 用 E96,0.1% 用 E192(E96 也有 0.1% 档,但可选值少);不要用 E96 的值去配 5% 的料。
- 同类合并:把 4.7 k、4.75 k、4.99 k 统一成一颗,减少 BOM 行数;但分压比/增益关键位置该用精确值就用。
- 优先“好买”的值:100、1 k、10 k、100 k 的 E96 版本(100、1.00 k、10.0 k、100 k)库存最深。
- 留意封装功率:0402 常见 1/16 W,0603 1/10 W,0805 1/8 W,1206 1/4 W;功率不够时先换封装再谈阻值。
- 电容按介质选:定时/滤波用 C0G(NP0),去耦用 X7R,大容量用 X5R/电解;同一容值不同介质不能直接替代。
B.7 速查自检
E96 表里 100 与 121 之间隔了几个值?比值为什么约 1.21?
100 与 121 之间有 102、105、107、110、113、115、118 共 7 个值,跨 8 步。121/100=1.21,而 10^{8/96}=1.2115,正好是“9 个值跨 8 步”的理论比值。
为什么 E96 里没有 5.00 kΩ,只有 4.99 kΩ 和 5.11 kΩ?
E96 的基数是三位有效数字的 10^{n/96} 取整,500 不在序列中;最接近的是 499(4.99 kΩ,−0.2%)和 511(5.11 kΩ,+2.2%)。要精确 5.00 kΩ 只能用 E192 或 0.1% 定制。
3302 和 3300 分别是多少?
3302 = 330×10² = 33 kΩ;3300 = 330×10⁰ = 330 Ω。最后一位是倍率,不是有效数字。
E24 的 4.7 kΩ 换成 E96,应该选哪个值?误差多少?
E96 对应 4.75 kΩ,偏差 +1.06%。若电路对增益/分压比敏感,要重新算比值;若只是上拉/限流,4.75 kΩ 可直接替代。