Каково назначение резистора на пути обратной связи буфера с единичным усилением?

29

Я часто вижу последователей с единичным усилением с резистором на пути обратной связи. Конечно, для идеального операционного усилителя на входе нет тока, и этот резистор ничего не делает. Каково его влияние на настоящий операционный усилитель и как мне выбрать его значение?

Последователь Unity-Gain с резистором обратной связи

Что R1 делает в этой схеме?

operational-amplifier

— nibot
источник

31

Дизайнер владеет запасами в резисторной компании.

— Олин Латроп

1

Они хотят увеличить шум сцены?

— эндолит

23

Вы редко увидите схему с одним резистором, как вы показываете его; обычно на неинвертирующем входе также присутствует другой резистор (или эквивалентное сопротивление источника) того же значения.

Большинство (неидеальных) операционных усилителей имеют ограниченное входное сопротивление, и это означает, что к входным клеммам или от них течет крошечный ток. Этот ток называется «входным током смещения», и он изменяется в зависимости от напряжения на входах. Поскольку большинство схем операционного усилителя используют отрицательную обратную связь, чтобы поддерживать два входа на одном и том же напряжении, это означает, что для любого заданного напряжения ток через оба входа будет одинаковым.

Ток через каждый вход протекает через любое сопротивление, подключенное к этому входу, и это приводит к сдвигу напряжения на входе. Если сопротивление на двух входах различно, этот сдвиг напряжения также будет разным, и разница между этими двумя сдвигами будет отображаться как дополнительная ошибка смещения входа при работе схемы.

По этой причине во всех цепях операционного усилителя предпринимается попытка убедиться, что сопротивления, подключенные к двум входам, одинаковы, что устраняет этот дополнительный источник ошибки. Даже в буфере с единичным усилением, если сопротивление источника составляет 100 Ом, в цепи обратной связи будет использоваться резистор 100 Ом.

— Дэйв Твид
источник

Это, безусловно, одна из причин, чтобы включить резистор, но, кажется, есть и другие .

— 13

16

Вот выдержка из спецификации OP27 , показывающая, что ответ более сложен, чем выравнивание импедансов, видимых двумя входами:

OP27 лист данных выдержка

И еще один пример из таблицы данных AD797:

AD797 выдержка из листа

— nibot
источник

Хотя диодная защита на входах и низкий Rbb являются необычными характеристиками этих сверхмалых операционных усилителей, верно? Если этот резистор необходим, он, вероятно, будет указан в спецификации?

— эндолит

14

Одна из причин, по которой можно использовать резистор обратной связи, - это согласование выходного сопротивления Vin. Реальные операционные усилители имеют смещение входного тока и смещение входного тока.

Возьмем для примера репрезентативную схему:

введите описание изображения здесь

Здесь я создал более реалистичную модель операционного усилителя, добавив источники тока, которые имитируют ток, протекающий в терминалы реального операционного усилителя. Разница между двумя входными токами является смещенным входным током.

Входное напряжение на положительной входной клемме фактически составляет:

В я N_{a с T U a L} знак равно В я N - я_{1} \cdot р_{1}

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

Благодаря идеальному действию операционного усилителя, отрицательное входное напряжение на клеммах остается неизменным. Затем мы можем рассчитать результирующее выходное напряжение:

В о U T знак равно В я N_{a с T U a L} + я_{2} \cdot р_{2} В о U T знак равно В я N - я_{1} \cdot р_{1} + я_{2} \cdot р_{2}

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

При точном совпадении R1 и R2 эффект входного тока смещения эффективно обнуляется. Обратите внимание, что это не решает входной ток смещения, хотя. Чтобы решить обе проблемы, убедитесь, что сопротивление R1 и R2 мало. Это решит обе проблемы: входной ток смещения и входной ток смещения. При достаточно малом R1 может не потребоваться фактический дискретный R2, хотя, конечно, вы получите лучшие результаты, если таковой имеется.

— helloworld922
источник

1

Существует 2 вида операционных усилителей: обратная связь по напряжению и обратная связь по току. В обратной связи по току, как можно догадаться по их названию, ток, передаваемый с выхода на вход через Rf «резистор обратной связи», определяет 1) полосу пропускания, 2) коэффициент усиления, когда он связан в делителе тока с Rg «заземляющим резистором». В операционных усилителях с обратной связью по току, если имеется очень низкий резистор обратной связи, эта прикладная заметка http://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdf говорит, что операционный усилитель будет колебаться. Выбор высокого значения уменьшит полосу пропускания.

На самом деле в настоящее время существует так много различных типов операционных усилителей, что простая модель бесконечных входов с полным сопротивлением, влияющих на Vin + = Vin-, во многих случаях далека от истины. Многие операционные усилители имеют низкие значения входного импеданса, другие имеют очень высокий импеданс на + In и очень низкий на -In. Все операционные усилители VHF имеют очень обратную связь и очень удобны в использовании, как LMH6703

— Тьерри Генну
источник