Mục đích của một điện trở trong đường dẫn phản hồi của bộ đệm đạt được sự thống nhất là gì?

29

Tôi thường thấy những người theo dõi đạt được sự thống nhất với một điện trở trong đường dẫn phản hồi. Tất nhiên, đối với một op-amp lý tưởng, không có dòng điện vào đầu vào và điện trở này không làm gì cả. Tác dụng của nó với op-amp thực sự là gì và làm cách nào để chọn giá trị của nó?

Theo dõi Unity-Gain với điện trở phản hồi

R1 làm gì trong mạch này?

operational-amplifier

— ngòi nổ
nguồn

31

Nhà thiết kế sở hữu cổ phiếu trong một công ty điện trở.

— Olin Lathrop

1

Họ muốn tăng tiếng ồn của sân khấu?

— endolith

23

Bạn sẽ hiếm khi thấy một mạch chỉ với một điện trở như bạn hiển thị nó; thông thường sẽ có một điện trở khác (hoặc điện trở nguồn tương đương) có cùng giá trị trên đầu vào không đảo.

Hầu hết các opamp (nonideal) có điện trở đầu vào hữu hạn, và điều này có nghĩa là một dòng điện nhỏ chảy vào hoặc ra khỏi các cực đầu vào. Dòng điện này được gọi là "dòng điện phân cực đầu vào" và nó thay đổi theo điện áp ở đầu vào. Vì hầu hết các mạch opamp sử dụng phản hồi âm để giữ hai đầu vào ở cùng một điện áp, điều này có nghĩa là với bất kỳ điện áp nào, dòng điện qua cả hai đầu vào sẽ giống nhau.

Dòng điện qua mỗi đầu vào chảy qua bất kỳ điện trở nào được kết nối với đầu vào đó và điều này đưa đến sự thay đổi điện áp ở đầu vào. Nếu điện trở ở hai đầu vào là khác nhau, sự thay đổi điện áp này cũng sẽ khác nhau và sự khác biệt giữa hai dịch chuyển này sẽ xuất hiện dưới dạng lỗi bù đầu vào bổ sung trong hoạt động của mạch.

Vì lý do này, một nỗ lực được thực hiện trong tất cả các mạch opamp để đảm bảo rằng các điện trở được kết nối với hai đầu vào là như nhau, loại bỏ nguồn lỗi bổ sung này. Ngay cả trong bộ đệm đạt được sự thống nhất, nếu điện trở nguồn là 100Ω, điện trở 100 sẽ được sử dụng trong đường dẫn phản hồi.

— Dave Tweed
nguồn

Đây chắc chắn là một lý do để bao gồm điện trở, nhưng dường như có những lý do khác .

— nibot

16

Đây là một đoạn trích từ bảng dữ liệu OP27 , cho thấy câu trả lời có liên quan nhiều hơn là cân bằng các trở kháng mà hai đầu vào nhìn thấy:

Đoạn trích dữ liệu OP27

Và một ví dụ khác, từ bảng dữ liệu AD797:

Đoạn trích dữ liệu AD797

— ngòi nổ
nguồn

Mặc dù bảo vệ diode trên các đầu vào và Rbb thấp là các tính năng khác thường của các op-amps ultralow này, phải không? Nếu điện trở này là cần thiết, nó có thể sẽ được chỉ định trong biểu dữ liệu?

— endolith

14

Một lý do điện trở phản hồi có thể được sử dụng là để phù hợp với trở kháng đầu ra của Vin. Op-amps thực có độ lệch hiện tại đầu vào và bù hiện tại đầu vào.

Lấy ví dụ mạch đại diện này:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Ở đây, tôi đã tạo ra một mô hình op-amp thực tế hơn bằng cách thêm các nguồn hiện tại mô phỏng dòng chảy vào các thiết bị đầu cuối của op-amp thực. Sự khác biệt giữa hai dòng đầu vào là dòng đầu vào bù.

Điện áp đầu vào tại cực đầu vào tích cực thực sự là:

V tôi n_{một c t bạn một tôi} = = V tôi n - {tôi}_{1} \cdot R_{1}

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

Thông qua hành động op-amp lý tưởng, điện áp đầu vào âm là như nhau. Sau đó chúng ta có thể tính toán điện áp đầu ra tổng hợp:

V o bạn t = = V tôi n_{một c t bạn một tôi} + {tôi}_{2} \cdot R_{2} V o bạn t = = V tôi n - {tôi}_{1} \cdot R_{1} + {tôi}_{2} \cdot R_{2}

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

Bằng cách kết hợp chặt chẽ giữa R1 và R2, hiệu ứng của dòng điện phân cực đầu vào bị vô hiệu hóa. Lưu ý rằng điều này không giải quyết hiện tại bù đầu vào. Để giải quyết cả hai vấn đề, đảm bảo rằng điện trở của R1 và R2 đều nhỏ. Điều này sẽ giải quyết cả hai vấn đề của dòng điện bù đầu vào và dòng điện đầu vào. Với một chiếc R1 đủ nhỏ, có thể không cần một chiếc R2 phù hợp thực tế, mặc dù bạn tất nhiên sẽ có kết quả tốt hơn nếu có.

— hellowworld922
nguồn

1

Có 2 loại op amps: phản hồi điện áp và phản hồi hiện tại. Trong phản hồi hiện tại, như người ta có thể đoán từ tên của họ, dòng điện được dẫn từ đầu ra đến đầu vào thông qua "điện trở phản hồi" Rf xác định 1) băng thông 2) mức tăng khi được liên kết trong một bộ chia dòng với Rg "điện trở nối đất". Trong thông tin phản hồi hiện tại, nếu có điện trở phản hồi rất thấp, ứng dụng này sẽ ghi chú http://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdf nói rằng op amp sẽ dao động. Chọn một giá trị cao sẽ làm giảm băng thông.

Trong thực tế có rất nhiều loại op amp khác nhau hiện nay đến nỗi mô hình đơn giản của các đầu vào trở kháng vô hạn liên quan đến Vin + = Vin- không còn đúng trong nhiều trường hợp. Nhiều ampe kế có giá trị trở kháng đầu vào thấp, số khác có trở kháng rất cao trên + Trong và rất thấp trên -In. Các ampe kế VHF là tất cả các phản hồi hiện tại và rất nhạy cảm để thực hiện, như LMH6703

— Thierry Guennou
nguồn