Questo resistore è necessario in questo circuito operazionale?


Risposte:


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No, non è necessario, ma non per il motivo che pensi. Nelle applicazioni in cui ogni bit di tensione di offset è importante, si tenta di presentare la stessa impedenza a ciascun ingresso opamp in modo che la corrente di polarizzazione dell'ingresso non crei una tensione differenziale tra i due ingressi.

La necessità di una resistenza esplicita dipende dall'impedenza sull'altro ingresso, dalla corrente di polarizzazione e da quanto ci si preoccupa della tensione di offset dell'ingresso. Ad esempio, con una corrente di polarizzazione di 1 pA, una resistenza da 1 MΩ lascerebbe cadere solo 1 µV. Non ha importanza poiché la tensione di offset dell'ingresso intrinseca di Opamp è molto più grande di quella. A meno che tu non abbia un'impedenza molto grande, cercare di abbinare le impedenze in un caso di opamp di corrente di polarizzazione molto bassa è sciocco.

Tuttavia, il vero motivo per cui Rz non è necessario è perché si può ottenere esattamente lo stesso effetto con una scelta diversa di Rx e Ry. L'impedenza di uscita del divisore Rx, Ry è la combinazione parallela di Rx e Ry mentre la frazione del divisore è regolata dal rapporto dei due. È quindi possibile scegliere Rx e Ry in modo che abbiano sia la frazione divisoria desiderata sia l'impedenza di uscita.


Sembra che la mia risposta non sia necessaria. +1
stevenvh

Quindi, se Rx = Ry = 100k e Rz = 50k, posso eliminare Rz se prendo 200k per Rx e Ry. Corretta?
Federico Russo,

@Federico: Sì, perché in entrambi i casi hai una sorgente di tensione di 1/2 Vdd con impedenza di 100 kOhm.
Olin Lathrop il

9

È lì per abbinare l'impedenza su entrambi gli ingressi, il che minimizza la tensione di offset oltre all'offset di ingresso intrinseco (per essere accurati, il resistore in questione non è effettivamente necessario se i valori del resistore del divisore sono scelti correttamente, come osserva Olin nella sua risposta)

Poiché la stessa corrente fluisce attraverso ciascun ingresso *, se le impedenze sono adattate, la stessa caduta di tensione sarà causata su ciascun ingresso e annullata.
* Questo vale solo per opamp con correnti di ingresso corrispondenti, cosa che non sempre accade. Un riferimento eccellente che discute di questo e molto altro è Opamp Applications di Walt G. Jung.

Per fare un esempio, se prendiamo un semplice buffer non invertente di opamp, l'opamp ha un'impedenza di ingresso di 1 Megaohm (per esagerare l'effetto, anche se si ottengono opamp con resistenze di ingresso simili)
Vin è a 1V:

Opamp offset

R1 è l'impedenza di ingresso a 500k. Spesso vedi buffer senza Rf, solo l'uscita cablata direttamente all'ingresso invertente. Tuttavia, per abbinare correttamente la tensione di offset abbiamo bisogno di un Rf uguale all'impedenza di ingresso.
Per mostrare l'effetto offset, spazziamo Rf da 1 ohm a 500 kOhm:

Opamp offset sim

Nota come con un Rf di 1 ohm, Vout è offset di ~ 500mV da Vin. Mentre Rf aumenta verso 500k, possiamo vedere le teste di offset a zero.

Se guardi a pagina 13 (4.7) vedrai una spiegazione di questo con lo stesso circuito usato come esempio.
Come osserva Olin, alla tipica corrente di ingresso di 1pA, a meno che tu non abbia enormi impedenze, non ha senso farlo poiché l'effetto sarà minuscolo rispetto all'offset intrinseco. Tuttavia, non fa male prendere l'abitudine di pensarci.

Tuttavia, a temperature elevate la corrente di polarizzazione in ingresso può aumentare in modo piuttosto drammatico, nel qual caso l'effetto può diventare di nuovo più evidente. Per l'MCP6421 la corrente aumenta a 1100pA a 125 ° C. Quindi assicurati di prendere in considerazione tutto questo quando decidi cosa è necessario.


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Abbinare l'impedenza dei segnali che guidano i due ingressi opamp non significa minimizzare l'effetto della tensione di offset. Quella tensione è sempre lì, indipendentemente dall'impedenza. La corrispondenza dell'impedenza serve a impedire alla corrente di polarizzazione di creare tensione di offset aggiuntiva .
Olin Lathrop,

Sì, forse è mal formulata, menzionerò l'offset intrinseco (cercavo solo di concentrarmi sull'effetto rilevante)
Oli Glaser

Grazie, non avevo ancora guardato oltre nel foglio dati. Questo significa che tutti quei miliardi di amplificatori buffer senza resistore di feedback sono sbagliati?
Federico Russo,

No, significa solo esserne consapevoli, poiché alcuni di loro potrebbero essere "non ideali". Dipende tutto dall'opamp, dalle condizioni e dalla funzione del circuito, ad esempio se si tratta di un semplice buffer audio (di solito accoppiato in CA), allora non importa alcun offset in mV CC.
Oli Glaser
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