Яке призначення резистора на шляху зворотного зв'язку буфера посилення єдності?

Я часто бачу послідовників підсилення єдності з резистором на шляху зворотного зв'язку. Для ідеального підсилювача, звичайно, немає струму на вході, і цей резистор нічого не робить. Який його ефект із справжнім підсилювачем та як вибрати його значення?

Що R1 робить у цій схемі?

Ви рідко побачите ланцюг із лише одним резистором, коли ви його покажете; зазвичай на інвертуючий вхід також буде інший резистор (або еквівалентний опір джерела) того ж значення.

Більшість (ненідальних) підсилювачів мають кінцевий вхідний опір, а це означає, що крихітний струм витікає у вхідні клеми або виходить із них. Цей струм називається "вхідним струмом зміщення", і він змінюється залежно від напруги на входах. Оскільки більшість схем підсилювача використовують негативний зворотний зв'язок, щоб підтримувати два входи на одній напрузі, це означає, що для будь-якої заданої напруги струм через обидва входи буде однаковим.

Струм через кожен вхід протікає через будь-який опір, підключений до цього входу, і це вносить зсув напруги на вході. Якщо опір на двох входах різниться, цей зсув напруги також буде різним, і різниця між цими двома змінами з’явиться як додаткова помилка зсуву входу в роботі схеми.

З цієї причини у всіх схемах opamp докладаються зусилля, щоб переконатися, що опори, підключені до двох входів, однакові, усуваючи це додаткове джерело помилок. Навіть у буфері одиничного посилення, якщо опір джерела дорівнює 100 Ом, на шляху зворотного зв'язку буде використовуватися резистор 100 Ом.

Ось уривок із аркуша даних OP27 , який показує, що відповідь стосується більше ніж вирівнювання імпедансів, які бачать два входи:

І ще один приклад із даних даних AD797:

Однією з причин використання резистора зворотного зв'язку є відповідність вихідного опору Vin. Реальні підсилювачі мають зміщення вхідного струму та зміщення вхідного струму.

Візьмемо для прикладу цю репрезентативну схему:

Тут я створив більш реалістичну модель підсилювача, додавши джерела струму, що імітують струм, що протікає в реальні підсилювачі. Різниця між двома вхідними струмами - це зміщений вхідний струм.

Вхідна напруга на позитивному вхідному клемі фактично становить:

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

Завдяки ідеальній дії підсилювача негативна вхідна напруга клеми однакова. Тоді ми можемо розрахувати результуючу вихідну напругу:

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

Завдяки тісному узгодженню R1 і R2 ефект нульового струму зміщення фактично зводиться нанівець. Зауважте, що це не вирішує вхідний зміщений струм. Для вирішення обох завдань слід забезпечити, щоб опір R1 і R2 було малим. Це дозволить вирішити як питання вхідного зміщення струму, так і вхідного струму зміщення. З достатньо невеликим R1 може не виникнути потреби у фактичному дискретному зібраному R2, хоча ви, звичайно, отримаєте кращі результати, якщо такі будуть.

Існує 2 види підсилювачів: зворотний зв'язок напруги та струм зворотного зв'язку. У поточному зворотному зв’язку, як можна здогадатися з їх назви, струм, що ведеться від виходу на вхід через Rf "резистор зворотного зв'язку", визначає 1) пропускну здатність 2) коефіцієнт підсилення, пов'язаний у дільниці струму з Rg "земним резистором". У поточних підсилювачах зворотного зв’язку, якщо резистор зворотного зв’язку дуже низький, ця примітка про додаток http://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdf говорить, що підсилювач напруги буде коливатися. Вибір високого значення зменшить пропускну здатність.

Насправді сьогодні існує так багато різних типів підсилювачів, що проста модель нескінченних входів імпедансу, що позначає Vin + = Vin-, у багатьох випадках далеко не відповідає дійсності. Багато підсилювачів мають низькі значення вхідного опору, інші мають дуже високий опір на + In і дуже низький на -In. Підсилювачі УКХ - це поточний зворотний зв'язок і дуже чутливий до реалізації, як LMH6703