Входной резистор операционного усилителя?


15

Я читаю через таблицу для TL064 , который содержит эту цифру на странице 16:

TL064 Лист данных Рисунок 19

Это, конечно, инструментальный усилитель, который, по-видимому, использует выход инвертирующего усилителя вместо заземления в правом нижнем углу рисунка выше, но что меня действительно смущает, так это резисторы 100 кОм, подключенные непосредственно к неинвертирующим входам трех из четырех амперы. Я не помню, чтобы видел схему инструментального усилителя в книгах или заметках по применению, в которых они есть, и все инструментальные усилители, которые я построил с использованием схемы трех операционных усилителей, прекрасно работают без них.

В спецификациях указано входное сопротивление 10 12 Ом, которое в 10 000 000 раз больше, чем 100 кОм, поэтому, похоже, оно ничего не добавляет к уже имеющим высокоимпедансным входам JFET. Я подумал, что, возможно, это как-то связано с входными токами смещения, но это только я делаю дикий удар в темноте.

Любопытно, что на рисунке 26 в той же таблице (стр. 18) показана версия инструментального усилителя с двумя операционными усилителями без резисторов 100 кОм на входах неинвертирующего операционного усилителя!

Для чего нужны резисторы 100 кОм на неинвертирующих входах в вышеуказанной цепи? Я что-то упускаю совершенно очевидно?


Мне нужно подключиться, чтобы убедиться, но я думаю, что это сопротивление, чтобы уменьшить ток смещения на входе. Входное сопротивление не является «реальным» сопротивлением как компонент, поэтому ему не удается уменьшить ток смещения на входе. Я предполагаю, что в схеме точного измерения этот ток может вызвать проблемы, но они все еще очень малы.
Матье

2
TL064 имеет входы JFET. При нормальной работе соединения на затворах всегда имеют обратное смещение и поэтому имеют очень высокий импеданс, и резисторы не имеют смысла. Возможно, резисторы предназначены для ограничения тока в исключительном случае, когда входы становятся настолько отрицательными, что переход становится смещенным в прямом направлении.
Творог

Ответы:


9

ИМО они бесполезны, и их можно не учитывать. Если они должны были минимизировать смещение входа, то также должно быть одно в обратной связи от выхода к инвертирующему входу. Оба входа должны видеть одинаковое сопротивление.
Особенно при очень высоких входных импедансах, таких как операционные усилители FET, в них нет необходимости.


4
Я видел, как это было сделано, якобы для ограничения полосы пропускания (полагаясь на входную емкость) или для ограничения входного тока, если превышены рельсы питания - но оба являются плохими оправданиями для этого ИМХО.
MikeJ-UK

@Mike - Да, я тоже думал о емкости, но в таблице не указаны значения для нее. Похоже, на входах также нет зажимных диодов.
Стивенв

3
Хм, я не очень убежден. Если производитель сам их там нарисовал, они служат какой-то цели. Лист данных не проясняет, есть ли на операционном усилителе зажимные диоды или нет. Он упоминает +/- 15 В входной рейтинг. Возможно, резисторы предназначены для ограничения входного тока, как говорит @ MikeJ-UK, в случае, если известно, что приложение должно превышать эти значения входного напряжения.
Телаклаво

@Telaclavo - я не думаю, что есть явные ограничивающие диоды (кроме входных переходов FET!) - и никакого упоминания о Cin, следовательно, мой комментарий о «плохом оправдании».
MikeJ-UK

2
@clabacchio - Как сказал OP, входное сопротивление в 10 000 000 раз выше! Таким образом, даже если один резистор имеет 50%, это не будет иметь никакого значения.
Stevenvh

4

Это никогда не обсуждается в техническом описании, но на практике многие последователи напряжения нестабильны без последовательного входного сопротивления. Попробуйте построить повторитель напряжения с LME49710. Нагрузка 150 Ом. Используйте синусоидальную волну 1 кГц. Вывод выглядит ужасно, верно? Теперь добавьте сопротивление 10 кОм на вход. Проблема решена.

Я тоже хотел бы услышать объяснение этого.


Это скорее комментарий к исходному вопросу, чем ответ.
Дэйв Твид

1
Я предполагаю, что нестабильность связана с некоторым слабым входным шумом, исходящим из блока подачи; размещение резисторов на входах увеличивает полное сопротивление RC шуму из-за паразитной емкости операционного усилителя.
Давид

3

Это может быть ошибкой в ​​принципиальной схеме. Возможно, цель состояла в том, чтобы резисторы 100K были шунтирующими резисторами для входа, а не последовательно. Шунтирующие резисторы будут использоваться для снижения входного сопротивления до 100 кОм. (Астрономический входной импеданс не всегда желателен: во-первых, он чувствителен к шуму.) Вторая цель заключается в обеспечении возврата постоянного тока, если перед входом имеется конденсатор связи. Без входа, заземленного, конденсатор будет заряжаться, пока он не выведет этот вход из полезного диапазона. Через вход JFET с очень малым током смещения это может занять часы или дни!

Нашел хорошее обсуждение этого здесь: http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/41-08/amplifier_circuits.html

(Тем не менее, это «хватается за соломинку»: потому что тогда цепь, скорее всего, покажет конденсатор.)

Что касается наличия резисторов в серии; Я согласен с другими. Вероятной причиной может быть защита тока в случае отказа входного сигнала от перенапряжения.


2

Я наткнулся на схему в усилителе для измерения тока, которая имела похожие, загадочные входные резисторы (1,3 кОм на обоих входах). По-видимому, обоснование резисторов заключается в ограничении токов короткого замыкания в случае, если CM выходит за пределы рельсов, например, при отключении датчика с длинными проводами. Это примечание по применению от Analog объясняет ситуацию более подробно.

Однако резисторы 100 кОм в техническом описании TI кажутся немного большими и, вероятно, несколько повышают шум системы.


2

Помимо упомянутых причин (защита, стабильность, ...), я хочу добавить возможную причину: некоторые операционные усилители требуют согласования полного сопротивления источника обоих входов для достижения минимально возможного уровня искажений. Это, например, объяснено в спецификации OPA134:

введите описание изображения здесь

Таким образом, резистор будет там, чтобы соответствовать сопротивлению другого входа.


тогда не должно быть 20 кОм?
michi7x7
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.