CN103969476A - Usb接口测试负载电路 - Google Patents

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Abstract

一种USB接口测试负载电路，用于在对USB接口进行负载测试时模拟不同的最大标准负载电流。所述USB接口测试负载电路包括一第一三极管、一第二三极管及一电流选择单元。所述电流选择单元包括若干电流支路。每一电流支路与所述第一三极管的发射极相连并与所述第二三极管的基极相连。当一电流支路被选通时，所述第一三极管的发射极的电压通过被选通的电流支路提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通。所述第二三极管的基极的电压提供给被选通的电流支路，以在被选通的电流支路中形成一电流。所述第一三极管的发射极的电流等于被选通的电流支路中的电流。本发明USB接口测试负载电路能模拟多种不同的最大标准负载电流。

Description

USB接口测试负载电路
技术领域
本发明涉及一种负载电路，特别涉及一种USB接口测试负载电路。
背景技术
目前USB接口主要有1.0，1.1，2.0，3.0四种标准，每种USB接口的最大标准负载电流分别为：100mA，150mA，500mA，900mA。由于传统的USB接口测试负载电路只能提供一种最大标准负载电流，从而使得在对不同标准的USB接口进行测试时需要选用能提供不同的最大标准负载电流的测试治具，从而增加了测试的不方便性及测试成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能模拟多种不同最大标准负载电流的USB接口测试负载电路。
一种USB接口测试负载电路，用于在对USB接口进行负载测试时模拟不同的最大标准负载电流，所述USB接口测试负载电路包括一第一三极管、一第二三极管及一电流选择单元，所述第一三极管的基极通过一第一电阻与一电源端相连，所述第一三极管的集电极与所述电源端相连，所述第二三极管的集电极通过一第二电阻与所述第一三极管的基极相连，所述第二三极管的发射极接地，所述电流选择单元包括若干电流支路，每一电流支路与所述第一三极管的发射极相连并通过一第三电阻与所述第二三极管的基极相连，当所述电流选择单元中一电流支路被选通时，所述第一三极管的发射极的电压通过被选通的电流支路及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给被选通的电流支路，以在被选通的电流支路中形成一电流，所述第一三极管的发射极的电流等于被选通的电流支路中的电流。
一种USB接口测试负载电路，用于在对USB接口进行负载测试时模拟不同的最大标准负载电流，所述USB接口测试负载电路包括一第一三极管、一第二三极管、一第一电流支路及一第二电流支路，所述第一电流支路包括一第一继电器及一第一开关，所述第一继电器包括一第一线圈及一第二开关，所述第二电流支路包括一第二继电器、一第三开关及一第一二极管，所述第二继电器包括一第二线圈及一第四开关，所述第一三极管的基极通过一第一电阻与一电源端相连，所述第一三极管的集电极与所述电源端相连，所述第二三极管的集电极通过一第二电阻与所述第一三极管的基极相连，所述第二三极管的发射极接地，所述第一线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第一线圈的第二端与所述第一开关的第一端相连，所述第一开关的第二端通过一第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第二开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第二开关的第二端通过一第四电阻接地，所述第二线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第二线圈的第二端与所述第三开关的第一端相连，所述第三开关的第二端与所述第一二极管的阳极相连，所述第一二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第四开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第四开关的第二端通过一第五电阻接地，当仅有所述第一开关闭合时，所述第一电流支路被选通，所述第一线圈中有电流流过，所述第二开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过所述第一线圈、所述第一开关及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给所述第一电流支路，所述第四电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第四电阻的电流；当仅有所述第三开关闭合时，所述第二电流支路被选通，所述第二线圈中有电流流过，所述第四开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过所述第二线圈、所述第三开关、所述第一二极管及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给所述第二电流支路，所述第五电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压及所述第一二极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第五电阻的电流。
本发明USB接口测试负载电路通过在多个电流支路之间的切换，以使得所述USB接口测试负载电路能提供多种不同的最大标准负载电流，从而有效提高了测试的方便性且降低了测试成本。
附图说明
图1是本发明USB接口测试负载电路的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
USB接口测试负载电路 10
USB接口 20
电流选择单元 100
第一电流支路 110
继电器112 112
第二电流支路 120
第三电流支路 130
第四电流支路 140
第一二极管 D1
第二二极管 D2
第三二极管 D3
第四二极管 D4
第五二极管 D5
第六二极管 D6
第七二极管 D7
线圈 J
第一开关 K1、K21、K31、K41
第二开关 K2
第一三极管 Q1
第二三极管 Q2
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第三电阻 R3
第四电阻 R4
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明USB接口测试负载电路10用于在对USB接口20进行负载测试时模拟不同的最大标准负载电流。所述USB接口测试负载电路10的较佳实施方式包括一第一三极管Q1、一第二三极管Q2及一电流选择单元100。
所述USB接口20包括一电源端VCC。所述第一三极管Q1的基极通过一第一电阻R1与所述电源端VCC相连。所述第一三极管Q1的集电极与所述电源端VCC相连。所述第一三极管Q1的发射极与所述电流选择单元100相连。所述第二三极管Q2的集电极通过一第二电阻R2与所述第一三极管Q1的基极相连。所述第二三极管Q2的发射极接地。所述第二三极管Q2的基极通过一第三电阻R3与所述电流选择单元100相连。本实施方式中，所电源端VCC的电压为+5V，所以所述第一三极管Q1处于导通状态。
所述电流选择单元100包括第一至第四电流支路110-140。每一电流支路包括一继电器112、一第一开关K1及一第一二极管D1。所述继电器112包括一线圈J及一第二开关K2。所述线圈J的第一端与所述第一三极管Q1的发射极相连。所述线圈J的第二端与所述第一开关K1的第一端相连。所述第一开关K1的第二端通过所述第三电阻R3与所述第二三极管Q2的基极相连。所述第二开关K2的第一端与所述第一三极管Q1的发射极相连。所述第二开关K2的第二端通过一第四电阻R4接地。所述第一二极管D1的阳极与所述线圈J的第二端相连。所述第一二极管D1的阴极与所述线圈J的第一端相连。
所述第二电流支路120还包括一第二二极管D2。所述第二电流支路120中所述第一开关K21的第二端与所述第二二极管D2的阳极相连。所述第二二极管D2的阴极通过所述第三电阻R3与所述第二三极管Q2的基极相连。所述第三电流支路130还包括一第三二极管D3及一第四二极管D4。所述第三电流支路130的第一开关K31的第二端与所述第三二极管D3的阳极相连。所述第三二极管D3的阴极与所述第四二极管D4的阳极相连。所述第四二极管D4的阴极通过所述第三电阻R3与所述第二三极管Q2的基极相连。所述第四电流支路140包括一第五二极管D5、一第六二极管D6及一第七二极管D7。所述第四电流支路140的第一开关K41的第二端与所述第五二极管D5的阳极相连。所述第五二极管D5的阴极与所述第六二极管D6的阳极相连。所述第六二极管D6的阴极与所述第七二极管D7的阳极相连。所述第七二极管D7的阴极通过所述第三电阻R3与所述第二三极管Q2的基极相连。
在本实施方式中，每一电流支路的第一二极管D1用于释放每一电流支路的线圈J存储的电能，且每一电流支路的第四电阻R4的阻值不同。
当仅有所述第一电流支路110的第一开关K1闭合时，所述第一电流支路110被选通。所述第一电流支路110的线圈J中有电流流过，所述第一电流支路110的第二开关K2闭合。所述第一三极管Q1的发射极的电压通过所述第一电流支路110的线圈J及第一开关K1及所述第三电阻R3提供给所述第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2导通。所述第二三极管Q2基极的电压提供给所述第一电流支路110。所述第一电流支路110的第四电阻R4的电压等于所述第二三极管Q2的基极的电压与所述第三电阻R3的电压之和。所述第一电流支路110的第四电阻R4的电流等于所述第一电流支路110的第四电阻R4的电压除以所述第一电流支路110的第四电阻R4的阻值。在本实施方式中，当所述第二三极管Q2导通时，所述第二三极管Q2的基极的电压为0.7V。所述第三电阻R3的阻值很大，所述第三电阻R3的电流很小可以忽略不计。此时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于所述第一电流支路110的第四电阻R4的电流。
当仅有所述第二电流支路120的第一开关K21闭合时，所述第二电流支路120被选通。所述第二电流支路120的线圈中有电流流过，所述第二电流支路120的第二开关闭合。所述第一三极管Q1的发射极的电压通过所述第二电流支路120的线圈及第一开关K21、所述第二二极管D2及所述第三电阻R3提供给所述第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2导通。所述第二三极管Q2的基极的电压提供给所述第二电流支路120。所述第二电流支路120的第四电阻R4的电压等于所述第二三极管Q2的基极的电压与所述第三电阻R3的电压及所述第二二极管D2的电压之和，所述第二电流支路120的第四电阻R4的电流等于所述第二电流支路120的第四电阻R4的电压除以所述第二电流支路120的第四电阻R4的阻值。此时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于所述第二电流支路120的第四电阻R4的电流。
当仅有所述第三电流支路130的第一开关K31闭合时，所述第三电流支路130被选通。所述第三电流支路130的线圈中有电流流过，所述第三电流支路130的第二开关闭合。所述第一三极管Q1的发射极的电压通过所述第三电流支路130的线圈及第一开关K31、所述第三二极管D3、所述第四二极管D4及所述第三电阻R3提供给所述第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2导通。所述第二三极管Q2的基极的电压提供给所述第三电流支路130。所述第三电流支路130的第四电阻R4的电压等于所述第二三极管Q2的基极的电压与所述第三电阻R3的电压、所述第三二极管D3的电压及所述第四二极管D4的电压之和，所述第三电流支路130的第四电阻R4的电流等于所述第三电流支路130的第四电阻R4的电压除以所述第三电流支路130的第四电阻R4的阻值。此时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于所述第三电流支路130的第四电阻R4的电流。
当仅有所述第四电流支路140的第一开关K41闭合时，所述第四电流支路140被选通。所述第四电流支路140的线圈中有电流流过，所述第四电流支路140的第二开关闭合。所述第一三极管Q1的发射极的电压通过所述第四电流支路140的线圈及第一开关K41、所述第三二极管D3、所述第五二极管D5、所述第六二极管D6、所述第七二极管D7及所述第三电阻R3提供给所述第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2导通。所述第二三极管Q2的基极的电压提供给所述第四电流支路140。所述第四电流支路140的第四电阻R4的电压等于所述第二三极管Q2的基极的电压与所述第三电阻R3的电压、所述第五二极管D5的电压、所述第六二极管D6的电压及所述第七二极管D7的电阻与之和，所述第四电流支路140的第四电阻R4的电流等于所述第四电流支路140的第四电阻R4的电压除以所述第四电流支路140的第四电阻R4的阻值。此时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于所述第四电流支路140的第四电阻R4的电流。
在本实施方式中，当仅有所述第一电流支路110被选通时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于100mA。当仅有所述第二电流支路120被选通时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于150mA。当仅有所述第三电流支路130被选通时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于500mA。当仅有所述第四电流支路140被选通时，所述第一三极管Q1的发射极的电流等于900mA。
在本实施方式中，所述第一三极管Q1及所述第二三极管Q2均为NPN型三极管。所述第一电阻R1与所述第三电阻R3均为限流电阻。所述第二电阻R2为一分压电阻。由三极管的电流特性可知，所述第一三极管Q1的发射极电流等于基极电流与集电极电流之和。又由于所述电源端VCC的电流等于所述第一三极管Q1的基极电流与集电极电流之和。因此，所述电源端VCC的电流等于所述第一三极管Q1的发射极的电流。在其它实施方式，所述电流选择单元100所包括的电流支路的数目可根据实际情况进行相应调整，且每一电流支路所包括的二极管的数目亦可根据实际情况进行相应调整。
本发明USB接口测试负载电路10通过在所述电流选择单元100的多个电流支路之间的切换，以使得所述USB接口测试负载电路10能提供多种不同的最大标准负载电流，从而有效提高了测试的方便性且降低了测试成本。

Claims (15)

1.一种USB接口测试负载电路，用于在对USB接口进行负载测试时模拟不同的最大标准负载电流，所述USB接口测试负载电路包括一第一三极管、一第二三极管及一电流选择单元，所述第一三极管的基极通过一第一电阻与一电源端相连，所述第一三极管的集电极与所述电源端相连，所述第二三极管的集电极通过一第二电阻与所述第一三极管的基极相连，所述第二三极管的发射极接地，所述电流选择单元包括若干电流支路，每一电流支路与所述第一三极管的发射极相连并通过一第三电阻与所述第二三极管的基极相连，当所述电流选择单元中一电流支路被选通时，所述第一三极管的发射极的电压通过被选通的电流支路及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给被选通的电流支路，以在被选通的电流支路中形成一电流，所述第一三极管的发射极的电流等于被选通的电流支路中的电流。
2.如权利要求1所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：每一电流支路包括一继电器、一第一开关及一第四电阻，所述继电器包括一线圈及一第二开关，所述线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述线圈的第二端与所述第一开关的第一端相连，所述第一开关的第二端通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第二开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第二开关的第二端通过所述第四电阻接地，当一电流支路的第一开关闭合时，所述电流支路被选通，在被选通电流支路中，所述线圈中有电流流过，所述第二开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过被选通的电流支路中的线圈及第一开关及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给被选通的电流支路，被选通的电流支路的第四电阻的电流通过被选通的电流支路的第二开关流入所述第一三极管的发射极。
3.如权利要求2所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：每一电流支路还包括一第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述线圈的第二端相连，所述第一二极管的阴极与所述线圈的第一端相连，所述第一二极管用于释放所述线圈存储的电能。
4.如权利要求2所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述电流选择单元包括第一至第四电流支路，所述第二电流支路还包括一第二二极管，所述第二电流支路的第一开关的第二端与所述第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第三电流支路还包括一第三二极管及一第四二极管，所述第三电流支路的第一开关的第二端与所述第三二极管的阳极相连，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极相连，所述第四二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第四电流支路包括一第五二极管、一第六二极管及一第七二极管，所述第四电流支路的第一开关的第二端与所述第五二极管的阳极相连，所述第五二极管的阴极与所述第六二极管的阳极相连，所述第六二极管的阴极与所述第七二极管的阳极相连，所述第七二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，当所述第一电流支路被选通时，所述第一电流支路的第四电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第一电流支路的第四电阻的电流，当所述第二电流支路被选通时，所述第二电流支路的第四电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压及所述第二三极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第二电流支路的第四电阻的电流，当所述第三电流支路被选通时，所述第三电流支路的第四电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压、所述第三三极管的电压及所述第四二极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第三电流支路的第四电阻的电流，当所述第四电流支路被选通时，所述第四电流支路的第四电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压、所述第五二极管的电压、所述第六二极管的电压及所述第七二极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第四电流支路的第四电阻的电流。
5.如权利要求2所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：每一电流支路中的第四电阻的阻值不同。
6.如权利要求1所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第一三极管及所述第二三极管均为NPN型三极管。
7.如权利要求1所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第一电阻及所述第三电阻均为限流电阻，所述第二电阻为分压电阻。
8.一种USB接口测试负载电路，用于在对USB接口进行负载测试时模拟不同的最大标准负载电流，所述USB接口测试负载电路包括一第一三极管、一第二三极管、一第一电流支路及一第二电流支路，所述第一电流支路包括一第一继电器及一第一开关，所述第一继电器包括一第一线圈及一第二开关，所述第二电流支路包括一第二继电器、一第三开关及一第一二极管，所述第二继电器包括一第二线圈及一第四开关，所述第一三极管的基极通过一第一电阻与一电源端相连，所述第一三极管的集电极与所述电源端相连，所述第二三极管的集电极通过一第二电阻与所述第一三极管的基极相连，所述第二三极管的发射极接地，所述第一线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第一线圈的第二端与所述第一开关的第一端相连，所述第一开关的第二端通过一第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第二开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第二开关的第二端通过一第四电阻接地，所述第二线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第二线圈的第二端与所述第三开关的第一端相连，所述第三开关的第二端与所述第一二极管的阳极相连，所述第一二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第四开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第四开关的第二端通过一第五电阻接地，当仅有所述第一开关闭合时，所述第一电流支路被选通，所述第一线圈中有电流流过，所述第二开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过所述第一线圈、所述第一开关及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给所述第一电流支路，所述第四电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第四电阻的电流；当仅有所述第三开关闭合时，所述第二电流支路被选通，所述第二线圈中有电流流过，所述第四开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过所述第二线圈、所述第三开关、所述第一二极管及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给所述第二电流支路，所述第五电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压及所述第一二极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第五电阻的电流。
9.如权利要求8所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述USB接口测试负载电路还包括一第三电流支路，所述第三电流支路包括一第三继电器、一第五开关、一第二二极管及一第三二极管，所述第三继电器包括一第三线圈及一第六开关，所述第三线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第三线圈的第二端与所述第五开关的第一端相连，所述第五开关的第二端与所述第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与所述第三二极管的阳极相连，所述第三二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第六开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第六开关的第二端通过一第六电阻接地，当仅有所述第五开关闭合时，所述第三电流支路被选通，所述第三线圈中有电流流过，所述第六开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过所述第三线圈、所述第五开关、所述第二二极管、所述第三二极管及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给所述第三电流支路，所述第六电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压、所述第二二极管的电压及所述第三二极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第六电阻的电流。
10.如权利要求9所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述USB接口测试负载电路还包括一第四电流支路，所述第四电流支路包括一第四继电器、一第七开关、一第四二极管、一第五二极管及一第六二极管，所述第四继电器包括一第四线圈及一第八开关，所述第四线圈的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第四线圈的第二端与所述第七开关的第一端相连，所述第七开关的第二端与所述第四二极管的阳极相连，所述第四二极管的阴极与所述第五二极管的阳极相连，所述第五二极管的阴极与所述第六二极管的阳极相连，所述第六二极管的阴极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第八开关的第一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第八开关的第二端通过一第七电阻接地，当仅有所述第七开关闭合时，所述第四电流支路被选通，所述第四线圈中有电流流过，所述第八开关闭合，所述第一三极管的发射极的电压通过所述第四线圈、所述第七开关、所述第四二极管、所述第五二极管、所述第六二极管及所述第三电阻提供给所述第二三极管的基极，所述第二三极管导通，所述第二三极管的基极的电压提供给所述第四电流支路，所述第七电阻的电压等于所述第二三极管的基极的电压与所述第三电阻的电压、所述第四二极管的电压、所述第五二极管的电压及所述第六二极管的电压之和，所述第一三极管的发射极的电流等于所述第七电阻的电流。
11.如权利要求10所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第四电流支路还包括一第七二极管，所述第七二极管的阳极与所述第四线圈的第二端相连，所述第七二极管的阴极与所述第四线圈的第二端相连，所述第七二极管用于释放所述第四线圈存储的电能。
12.如权利要求9所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第三电流支路还包括一第八二极管，所述第八二极管的阳极与所述第三线圈的第二端相连，所述第八二极管的阴极与所述第三线圈的第二端相连，所述第八二极管用于释放所述第三线圈存储的电能。
13.如权利要求8所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第一电流支路还包括一第九二极管，所述第九二极管的阳极与所述第一线圈的第二端相连，所述第九二极管的阴极与所述第一线圈的第二端相连，所述第九二极管用于释放所述第一线圈存储的电能，所述第二电流支路还包括一第十二极管，所述第十二极管的阳极与所述第二线圈的第二端相连，所述第十二极管的阴极与所述第二线圈的第二端相连，所述第十二极管用于释放所述第二线圈存储的电能。
14.如权利要求8所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第一三极管及所述第二三极管均为NPN型三极管。
15.如权利要求8所述的USB接口测试负载电路，其特征在于：所述第一电阻及所述第三电阻均为限流电阻，所述第二电阻为分压电阻。
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