Tại sao sử dụng một điện trở đầu vào trong mạch cảm giác hiện tại này?

Trong Công nghệ tuyến tính AN 105 về cảm biến hiện tại, người ta có thể tìm thấy mạch sau.

Tôi tự hỏi mục đích của điện trở 200 ohm trên đầu vào đảo ngược là gì. Nó dường như không có hiệu lực.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Lưu ý rằng trong đoạn văn sau, một mạch gần như giống hệt nhau được trình bày thiếu điện trở đã nói:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Như một vấn đề phụ : có bất kỳ nhược điểm nào trong việc định cỡ các điện trở trở kháng đầu vào 200 ohm lớn hơn đáng kể, ví dụ 10k không? (Giữ mức tăng không đổi.) Mục đích sẽ là giảm dòng điện mà opamp rút ra từ nguồn cung của nó để điều khiển BJT.

Chỉnh sửa 1: Cần cho Q1

Trong các ý kiến, người ta đã đặt câu hỏi liệu bóng bán dẫn đầu ra Q1 có cần thiết không. Xem bình luận của tôi dưới đây về giải thích của tôi.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Chỉnh sửa 2: Tiếng ồn Johnson

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Mặt sau của việc tính toán phong bì của Photon gợi ý rằng Johnson tiếng ồn điện trở đầu vào không phải là khả năng là một vấn đề ngay cả đối với các giá trị lớn nếu 0,1% (trong phạm vi đầu ra) tiếng ồn trên đầu ra là chấp nhận được:

V r m S = = 10 \times \sqrt{R} \sqrt{Δ f} \times 10^{- 9} ở Volt

$Vrms = 10\times \sqrt{R}\sqrt{\Delta f} \times 10^{-9}\text{in Volt}$

R = = (\frac{V r m S}{1.3 \times \sqrt{Δ f}} \times 10^{9})^{2} = = 211 G Ω

$R = (\frac{Vrms}{1.3\times\sqrt{\Delta f}}\times 10^9 )^2 = 211 G\Omega$

current-measurement

— Tối đa
nguồn

Đây là một bổ sung kỳ lạ khi xem xét rằng "cùng" mạch được hiển thị mà không có điện trở 200R khi hoạt động như một thiết bị đo dòng điện lên đến điện áp cung cấp 44V. Có thể bạn thể hiện hai mặt cạnh nhau để dân gian không cho rằng đó là một cái gì đó để làm với dòng chảy thiên vị.

— Andy aka

@Andyaka Cảm ơn lời đề nghị. Điều này làm cho mọi thứ thực sự rõ ràng hơn.

— Tối đa

Vâng, có một mặt trái để tăng 200 ohms lên 10k - mạch sẽ gần như chắc chắn dao động vì bạn đã thêm mức tăng. Hiện tại điện trở bộ thu của BJT có nghĩa là nó làm suy giảm đầu ra op-amp 10: 1 - điều này có nghĩa là ổn định hạnh phúc. Khi điện trở của bộ thu vượt lên trên 2kohm, mức tăng của Q1 tăng lên trên sự thống nhất và có thể đang trên bờ vực khiến LT1637 không ổn định do phản hồi tới + Vin (phản hồi tiêu cực do đảo ngược bộ thu) - không cao hơn 2k nhưng, bạn có thể tạo R2 lớn hơn (giả sử) 20k và sử dụng 2k cho R1. Điểm mấu chốt - Tôi chưa bao giờ sử dụng nó vì vậy tôi không chắc chắn một chút.

— Andy aka

V_{o bạn t} = = {Tôi}_{tôi o một d} \times \frac{R_{S} \times R_{2}}{R_{1}}

$V_{out}=I_{load}\times\frac{R_s\times R_2}{R_1}$

@Kaz Câu hỏi của bạn về sự cần thiết của bóng bán dẫn đã làm tôi bối rối. Mặc dù tôi nghĩ rằng tôi biết lý do tại sao cần thiết: Với bóng bán dẫn, R2 truyền động hiện tại có nguồn gốc thông qua R1 do đó làm giảm điện áp trên đầu vào bộ khuếch đại. - Nếu không sử dụng bóng bán dẫn bên ngoài, dòng điện để lái R2 sẽ được lấy từ nguồn cung cấp op amp qua Q25. Bạn nghĩ sao?

— Tối đa

Điện trở 200 Ohm trên đầu vào đảo ngược không có tác dụng đối với một amp op lý tưởng, không có dòng điện đầu vào.

Nhưng op-amps thực đòi hỏi dòng điện phân cực (rất nhỏ) và cũng có dòng điện bù từ đầu vào không đảo sang đầu vào đảo ngược.

Do dòng điện bù, nên thực hành tốt nhất trong một mạch chính xác để có trở kháng bằng nhau cho hai đầu vào của op-amp.

Trong trường hợp LT1637 có nguồn cung cấp 5 V, dòng điện bù có thể lên tới 15 nA. Nếu trở kháng đầu vào không được cân bằng, điều này có thể gây ra lỗi lên đến 3 uV, tương ứng với lỗi trong phép đo hiện tại là 15 uA.

Có bất kỳ nhược điểm nào khi định cỡ điện trở 200 ohm như 10k không?

Không có vấn đề thực sự với một thay đổi nhỏ trong giá trị điện trở đó (ví dụ như 211 Ohms hoặc thứ gì đó), nhưng cũng không có lợi thế.

Nếu bạn tăng điện trở R1 lên 10 kOhms, tôi sẽ bắt đầu lo lắng về tiếng ồn Johnson do điện trở tạo ra. Nhưng tôi đã không xem xét các hiệu ứng một cách cẩn thận và tất nhiên độ ồn tối đa chấp nhận được tùy thuộc vào yêu cầu cấp hệ thống của bạn.

— Photon
nguồn

Cảm ơn bạn. Vấn đề hiện tại bù đắp là một cái gì đó tôi đã không nhận thức được. Tôi vẫn còn hơi bối rối vì như Andy aka đã chỉ ra, một mạch được trình bày ngay sau cái này là thiếu điện trở đầu vào thứ hai. - Mặc dù đó có thể chỉ đơn giản là một sự giám sát.

— Tối đa

Bạn cũng có thể xem dòng điện bù chỉ là sự khác biệt giữa hai dòng điện phân cực. Tôi nghĩ rằng mạch thứ hai chỉ được thiết kế cho các trường hợp có một vài lỗi không quan trọng ... nhưng có lẽ có điều gì đó tôi không xem xét nên tôi sẽ không thêm câu đó vào câu trả lời của mình.

— Photon

Tôi không tin đó là một thứ cân bằng hiện tại đầu vào nhưng tôi đang vật lộn để xem nó như bất kỳ thứ gì khác - có một mạch gần giống nhau trên cùng một liên kết không sử dụng nó và nó có dải điện áp cung cấp từ 3V đến 44V . Nếu bạn nhìn vào bảng dữ liệu của thiết bị trái ngược với ghi chú của ứng dụng.

— Andy aka

@Andyaka, chú ý mạch đầu tiên chạy op-amp trên cùng nguồn cung với tải. Mạch thứ hai là để quảng cáo khả năng đầu vào "trên hết" của op-amp --- đơn giản là chúng có thể không được thiết kế cho cùng độ chính xác trong trường hợp đó.

— Photon

@ThePhoton Tôi nghe thấy những gì bạn nói nhưng có gì đó làm tôi khó chịu mà tôi không thể đặt ngón tay vào !!!

— Andy aka