Rezystor wejściowy wzmacniacza operacyjnego?

15

Czytam arkusz danych dla TL064 , który zawiera ten rysunek na stronie 16:

TL064 Arkusz danych Rysunek 19

Jest to oczywiście wzmacniacz instrumentalny, który najwyraźniej wykorzystuje wyjście wzmacniacza odwracającego zamiast uziemienia w prawym dolnym rogu powyższej figury, ale tak naprawdę denerwuje mnie rezystory 100 kΩ podłączone bezpośrednio do nieodwracających wejść trzech z czterech ampery. Nie przypominam sobie, aby w książkach lub notatkach aplikacyjnych widziałem obwód wzmacniacza instrumentacyjnego, a wszystkie wzmacniacze instrumentacyjne, które zbudowałem przy użyciu trzech schematów wzmacniaczy operacyjnych, działają bez nich dobrze.

Arkusze danych określają rezystancję wejściową 10 ¹² Ω, która jest 10.000.000 razy większa niż 100 kΩ, więc wydaje się, że nic nie dodaje do już już wejściowych JFET o wysokiej impedancji. Pomyślałem, że może ma to coś wspólnego z prądami polaryzacji wejściowej, ale to tylko ja robię dzikie dźgnięcie w ciemności.

Co ciekawe, rysunek 26 w tym samym arkuszu danych (strona 18) pokazuje wersję wzmacniacza instrumentacyjnego z dwoma wzmacniaczami operacyjnymi bez rezystorów 100 kΩ na nieodwracających wejściach wzmacniacza operacyjnego!

Jaki jest cel rezystorów 100 kΩ na nieodwracających wejściach w powyższym obwodzie? Czy brakuje mi czegoś całkowicie oczywistego?

— In silico
źródło

Muszę zapętlić, aby się upewnić, ale myślę, że te rezystancje służą zmniejszeniu prądu napięciowego na wejściu. Rezystancja wejściowa nie jest „prawdziwą” rezystancją jako składową, więc nie udaje jej się zmniejszyć prądu spolaryzowanego na wejściu. Przypuszczam, że w precyzyjnym obwodzie pomiarowym ten prąd może powodować problem, ale nadal są one bardzo małe.

— MathieuL,

2

TL064 ma wejścia JFET. W normalnej pracy złącza na bramkach są zawsze odchylone do tyłu i dlatego mają bardzo wysoką impedancję, a rezystory nie mają sensu. Być może rezystory są dostępne w celu ograniczenia prądu w wyjątkowym przypadku, gdy wejścia stają się tak ujemne, że złącze staje się tendencyjne do przodu.

— Curd

9

IMO nie służą żadnemu celowi i można je pominąć. Jeśli mieliby zminimalizować przesunięcie wejściowe, to powinno być również jedno w sprzężeniu zwrotnym od wyjścia do wejścia odwracającego. Oba wejścia powinny widzieć tę samą impedancję.
Zwłaszcza przy bardzo wysokich impedancjach wejściowych, takich jak wzmacniacze FET, wydaje się, że nie są one potrzebne.

— stevenvh
źródło

4

Widziałem to zrobione, rzekomo w celu ograniczenia przepustowości (polegając na pojemności wejściowej) lub ograniczenia prądu wejściowego, jeśli szyny zasilające zostaną przekroczone - ale oba są słabymi wymówkami dla tego IMHO.

— MikeJ-UK

@ Mike - Tak, myślałem również o pojemności, ale arkusz danych nie podaje dla niej wartości. Wydaje się, że na wejściach nie ma też diod mocujących.

— stevenvh

3

Hmm, nie jestem zbyt przekonany. Jeśli sam producent je tam przyciągnął, służą one celowi. Arkusz danych nie wyjaśnia, czy opamp ma diody zaciskające, czy nie. Wspomina o napięciu wejściowym +/- 15 V. Prawdopodobnie rezystory ograniczają prąd wejściowy, jak mówi @ MikeJ-UK, w przypadku, gdy wiadomo, że zastosowanie ma przekroczyć te wartości napięcia wejściowego.

— Telaclavo

@Telaclavo - Nie sądzę, że istnieją wyraźne diody zaciskające (poza wejściowymi złączami FET!) - i brak wzmianki o Cin, stąd mój komentarz na temat „złej wymówki”.

— MikeJ-UK

2

@clabacchio - Jak powiedział OP, impedancja wejściowa jest 10.000.000 razy wyższa! Tak więc, nawet jeśli jeden rezystor jest o 50% mniejszy, nie zrobiłoby to żadnej różnicy.

— stevenvh

4

Nie jest to nigdy omówione w arkuszu danych, ale w praktyce wiele podążaczy napięcia jest niestabilnych bez szeregowego oporu wejściowego. Spróbuj zbudować ogranicznik napięcia za pomocą LME49710. Przeprowadź obciążenie 150 omów. Użyj fali sinusoidalnej 1 KHz. Wynik wygląda okropnie, prawda? Teraz dodaj na wejściu rezystancję szeregową 10 KOhm. Problem rozwiązany.

Ja również chciałbym usłyszeć wyjaśnienie tego.

— Gregg Chapman
źródło

To bardziej komentarz do pierwotnego pytania niż odpowiedź.

— Dave Tweed

1

Myślę, że niestabilność ma związek ze słabym szumem wejściowym pochodzącym z bloku zasilającego; umieszczenie rezystorów na wejściach zwiększa impedancję RC na szum ze względu na pasożytniczą pojemność opampa.

— davide

3

Może to być pomyłka na schemacie obwodu. Być może chodziło o to, aby rezystory 100K były rezystorami bocznikującymi na wejściu, a nie szeregowo. Rezystory bocznikowe służyłyby do obniżenia impedancji wejściowej do 100 K. (Astronomiczna impedancja wejściowa nie zawsze jest pożądana: po pierwsze, jest podatna na zakłócenia.) Drugim celem byłoby zapewnienie powrotu prądu stałego, jeśli tuż przed wejściem znajduje się kondensator sprzęgający. Bez wejścia odnoszącego się do uziemienia kondensator będzie ładował się, dopóki nie wyprowadzi tego wejścia z użytecznego zakresu. Dzięki wejściu JFET z bardzo małym prądem polaryzacji może to zająć godziny lub dni!

Znalazłem miłą dyskusję na ten temat tutaj: http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/41-08/amplifier_circuits.html

(Niemniej jednak jest to „chwytanie za słomki”: ponieważ obwód najprawdopodobniej pokazałby kondensator.)

Jeśli chodzi o szeregowanie rezystorów; Zgadzam się z innymi. Prawdopodobnym powodem byłoby zabezpieczenie prądowe na wypadek awarii wejścia z powodu przepięcia.

— Kaz
źródło

2

Natknąłem się na obwód wzmacniacza do pomiaru prądu, który miał podobne tajemnicze rezystory wejściowe (1,3 k na obu wejściach). Najwyraźniej uzasadnieniem rezystorów jest ograniczenie prądów zwarciowych w przypadku, gdy CM wykracza poza szyny, np. Podczas odłączania czujnika z długimi przewodami. To nota aplikacyjna od Analog wyjaśnia bardziej szczegółowo sytuację.

Rezystory 100k w karcie danych TI wydają się jednak trochę duże i prawdopodobnie nieco zwiększają szum systemu.

— hlindblo
źródło

2

Oprócz wymienionych przyczyn (ochrona, stabilność, ...) chcę dodać możliwy powód: niektóre opampy wymagają, aby impedancja źródła obu wejść była dopasowana, aby osiągnąć możliwie najniższy poziom zniekształceń. Jest to na przykład wyjaśnione w arkuszu danych OPA134:

Więc rezystor będzie tam, aby dopasować impedancję drugiego wejścia.

— słaba utrata wiary w SE
źródło

czy nie powinno to wynosić 20 kiloomów?

— michi7x7