Qual è lo scopo di un resistore nel percorso di feedback di un buffer di guadagno unitario?

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Vedo spesso follower di guadagno unitario con un resistore nel percorso di feedback. Naturalmente, per un amplificatore operazionale ideale non c'è corrente nell'ingresso e questo resistore non fa nulla. Qual è il suo effetto con un vero op-amp e come posso scegliere il suo valore?

Unity-Gain follower con resistenza di feedback

Cosa fa R1 in questo circuito?

operational-amplifier

— nibot
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Il progettista possiede azioni in una società di resistori.

— Olin Lathrop,

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Vogliono aumentare il rumore del palco?

— endolith

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Raramente vedrai un circuito con un solo resistore mentre lo mostri; di solito ci sarà anche un altro resistore (o resistenza equivalente della sorgente) dello stesso valore sull'ingresso non invertente.

La maggior parte degli opamp (non ideali) hanno una resistenza di ingresso finita, e ciò significa che una piccola corrente fluisce dentro o fuori dai terminali di ingresso. Questa corrente è chiamata "corrente di polarizzazione degli ingressi" e varia con la tensione sugli ingressi. Poiché la maggior parte dei circuiti opamp utilizza un feedback negativo per mantenere i due ingressi alla stessa tensione, ciò significa che per ogni data tensione, la corrente attraverso entrambi gli ingressi sarà la stessa.

La corrente attraverso ciascun ingresso scorre attraverso qualunque resistenza sia connessa a quell'ingresso, e questo introduce uno spostamento di tensione all'ingresso. Se la resistenza sui due ingressi è diversa, anche questo spostamento di tensione sarà diverso e la differenza tra questi due turni apparirà come un ulteriore errore di offset dell'ingresso nel funzionamento del circuito.

Per questo motivo, viene fatto uno sforzo in tutti i circuiti opamp per assicurarsi che le resistenze collegate ai due ingressi siano uguali, eliminando questa ulteriore fonte di errore. Anche in un buffer di guadagno unitario, se la resistenza della sorgente è 100 Ω, verrà utilizzato un resistore da 100 Ω nel percorso di feedback.

— Dave Tweed
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Questo è sicuramente uno dei motivi per includere il resistore, ma sembra che ce ne siano altri .

— nibot

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Ecco un estratto dal foglio dati OP27 , che mostra che la risposta è più coinvolta rispetto all'equalizzazione delle impedenze viste dai due ingressi:

Estratto della scheda tecnica OP27

E un altro esempio, dalla scheda tecnica AD797:

Estratto della scheda tecnica AD797

— nibot
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Sebbene la protezione del diodo sugli ingressi e il basso Rbb siano caratteristiche insolite di questi amplificatori operazionali a rumore ultra basso, giusto? Se questa resistenza è necessaria, sarà probabilmente specificata nella scheda tecnica?

— endolith

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Uno dei motivi per cui è possibile utilizzare la resistenza di retroazione è la corrispondenza dell'impedenza di uscita di Vin. Gli amplificatori operazionali reali hanno polarizzazione della corrente di ingresso e offset della corrente di ingresso.

Prendiamo ad esempio questo circuito rappresentativo:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Qui, ho creato un modello più realistico di un amplificatore operazionale aggiungendo sorgenti di corrente che simulano il flusso di corrente nei terminali di un vero amplificatore operazionale. La differenza tra le due correnti di ingresso è la corrente di ingresso offset.

La tensione di ingresso sul terminale di ingresso positivo è in realtà:

V io n_{un' c t u un' l} = V io n - {io}_{1} \cdot R_{1}

$\begin{equation} Vin_{actual} = Vin - I_1 \cdot R_1 \end{equation}$

Attraverso l'azione dell'op-amp ideale, la tensione negativa del terminale di ingresso è la stessa. Possiamo quindi calcolare la tensione di uscita risultante:

V o u t = V io n_{un' c t u un' l} + {io}_{2} \cdot R_{2} V o u t = V io n - {io}_{1} \cdot R_{1} + {io}_{2} \cdot R_{2}

$\begin{equation} Vout = Vin_{actual} + I_2 \cdot R_2\\ Vout = Vin - I_1 \cdot R_1 + I_2 \cdot R_2\\ \end{equation}$

Abbinando strettamente R1 e R2, l'effetto della corrente di polarizzazione in ingresso viene effettivamente annullato. Tuttavia, ciò non risolve la corrente di offset dell'ingresso. Per risolvere entrambi i problemi, assicurarsi che la resistenza di R1 e R2 sia piccola. Ciò risolverà entrambi i problemi relativi alla corrente di offset in ingresso e alla corrente di polarizzazione in ingresso. Con un R1 abbastanza piccolo potrebbe non essere necessario un R2 reale abbinato discreto, anche se ovviamente otterrai risultati migliori se ce n'è uno.

— helloworld922
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Esistono 2 tipi di amplificatori operazionali: feedback di tensione e feedback di corrente. Nel feedback corrente, come si può intuire dal loro nome, la corrente pilotata dall'uscita all'ingresso attraverso il "resistore di feedback" Rf determina 1) la banda con 2) il guadagno se associato in un divisore di corrente con il "resistore di terra" Rg. Negli attuali amplificatori operazionali di retroazione, se la resistenza di retroazione è molto bassa, questa nota applicativa http://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdf afferma che l'amplificatore operazionale oscillerà. La scelta di un valore elevato riduce la larghezza di banda.

In effetti al giorno d'oggi ci sono così tanti diversi tipi di amplificatori operazionali che il semplice modello di input di impedenza infinita che coinvolge Vin + = Vin- è tutt'altro che vero in molti casi. Molti amplificatori operazionali hanno valori di impedenza di ingresso bassi, altri hanno impedenza molto alta su + In e molto bassa su -In. Gli amplificatori operazionali VHF sono tutti feedback attuali e molto delicati da implementare, come l'LMH6703

— Thierry Guennou
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