¿Por qué usar una resistencia de entrada en este circuito de detección de corriente?

En la tecnología lineal AN 105 sobre detección de corriente se puede encontrar el siguiente circuito.

Me pregunto cuál es el propósito de la resistencia de 200 ohmios en la entrada inversora. Parece no tener efecto.

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Tenga en cuenta que en el siguiente párrafo se presenta un circuito prácticamente idéntico que carece de dicha resistencia:

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Como cuestión secundaria : ¿hay algún inconveniente en dimensionar las resistencias de impedancia de entrada de 200 ohmios significativamente más grandes, por ejemplo, 10k? (Manteniendo la ganancia constante.) El objetivo sería reducir la corriente que el opamp extrae de su suministro para impulsar el BJT.

Edición 1: Necesidad de Q1

En los comentarios se cuestionó si se necesitaba el transistor de salida Q1. Vea mi comentario a continuación sobre mi interpretación.

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Edición 2: ruido de Johnson

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V r metro s = 10 \times \sqrt{R} \sqrt{Δ F} \times 10^{- 9 9} en voltios

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

R = (\frac{V r metro s}{1.3 \times \sqrt{Δ F}} \times 10^{9 9})^{2} = 211 sol Ω

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

current-measurement Max
fuente

Es una adición extraña teniendo en cuenta que "el mismo" circuito se muestra sin la resistencia 200R cuando funciona como un dispositivo de medición de corriente para suministrar voltajes de 44V. Tal vez muestres los dos lado a lado para que la gente no asuma que tiene algo que ver con las corrientes de sesgo.

Andy aka

@Andyaka Gracias por la sugerencia. Esto hace las cosas más claras.

Max

Sí, hay un inconveniente en aumentar los 200 ohmios a 10k: el circuito casi seguro oscilará porque ha agregado ganancia. Actualmente, la resistencia de colector del BJT significa que atenúa la salida del amplificador operacional en 10: 1, lo que significa una feliz estabilidad. A medida que la resistencia del colector supera los 2kohm, la ganancia de Q1 aumenta por encima de la unidad y puede estar a punto de causar que el LT1637 se vuelva inestable debido a la retroalimentación a + Vin (retroalimentación negativa debido a la inversión del colector), no más de 2k, pero puede hacer que R2 más grande (digamos) 20k y usa un 2k para R1. En pocas palabras: nunca lo he usado, así que estoy un poco inseguro.

Andy alias

V_{o tu t} = {yo}_{l o un re} \times \frac{R_{s} \times R_{2}}{R_{1}}

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

@Kaz Tu pregunta sobre la necesidad del transistor me dejó perplejo. Aunque creo que sé por qué es necesario: con el transistor, la corriente de conducción R2 se obtiene a través de R1, lo que deprime el voltaje en la entrada del amplificador. - Si no se utilizó un transistor externo, la corriente para conducir R2 se obtendría del suministro del amplificador operacional a través de Q25. ¿Qué piensas?

Max

Respuestas:

La resistencia de 200 ohmios en la entrada inversora no tiene efecto para un amplificador operacional ideal, que no tiene corriente de entrada.

Pero los amplificadores operacionales reales requieren una corriente de polarización (muy pequeña) y también tienen corrientes de compensación que fluyen desde la entrada no inversora a la entrada inversora.

Debido a la corriente de compensación, es una mejor práctica en un circuito de precisión tener impedancias iguales que alimenten las dos entradas del amplificador operacional.

En el caso del LT1637 con suministro de 5 V, la corriente de compensación podría ser tan alta como 15 nA. Si las impedancias de entrada no estuvieran equilibradas, esto podría causar un error de hasta 3 uV, correspondiente a un error en la medición de corriente de 15 uA.

¿Hay algún inconveniente en dimensionar las resistencias de 200 ohmios, por ejemplo, 10k?

No hay un problema real con un pequeño cambio en el valor de esa resistencia (por ejemplo, a 211 ohmios o algo así), pero tampoco hay ventaja.

Si tuviera que aumentar la resistencia R1 a 10 kOhms, comenzaría a preocuparme por el ruido Johnson generado por la resistencia. Pero no he analizado los efectos con cuidado, y, por supuesto, el ruido máximo aceptable depende de los requisitos de nivel de sistema.

El fotón
fuente

Gracias. El problema actual de compensación es algo de lo que no estaba al tanto. Todavía estoy algo confundido ya que, como señaló Andy, un circuito presentado inmediatamente después de que este carece de la segunda resistencia de entrada. - Aunque eso puede ser simplemente un descuido.

Max

También puede ver la corriente de compensación como la única diferencia entre las dos corrientes de polarización. Creo que el segundo circuito está diseñado solo para casos en los que algunos uA de error no son importantes ... pero tal vez hay algo que no estoy considerando, por lo que aún no lo agregaré a mi respuesta.

El fotón

No estoy convencido de que sea una cuestión de equilibrio de corriente de entrada, pero estoy luchando por verlo como cualquier otra cosa: hay un circuito casi idéntico en el mismo enlace que no lo usa y tiene un rango de voltaje de suministro de 3V a 44V . Lo mismo si observa la hoja de datos del dispositivo en lugar de la nota de la aplicación.

Andy aka

@Andyaka, observe que el primer circuito ejecuta el amplificador operacional en el mismo suministro que la carga. El segundo circuito es anunciar la capacidad de entrada "exagerada" del amplificador operacional; es posible que simplemente no se hayan diseñado con la misma precisión en ese caso.

El fotón

@ThePhoton Escucho lo que dices, ¡pero hay algo que me molesta y no puedo señalarlo!

Andy aka