Büyük direnç kullanmanın yan etkileri

Büyük dirençlerin dirençlerinin (megaohm sırasıyla) kullanılmasıyla ortaya çıkabilecek herhangi bir sorun var mı?

Sadece bir voltaj bölücü olan bir geri besleme ağı tasarlıyorum ve geri beslemenin devreden mümkün olduğunca az akım çekmesini istiyorum. Önemli olan tek şey dirençler arasındaki orandır. Benim sorum şudur: örneğin 1 ve 10 Ohm yerine 1 ve 10 Ohm dirençleri seçmenin herhangi bir nedeni var mı?

Hem düşük hem de yüksek değerlerin birçok dezavantajı vardır.

Çoğu uygulama için ideal değerler çok büyük ve çok küçük arasında olacaktır.

Aynı türden daha büyük bir direnç, örneğin, daha küçük olandan daha fazla gürültü (kendi başına ve küçük indüklenen gürültü akımları yoluyla) yaratacaktır, ancak bu sizin için her zaman önemli olmayabilir.

Daha küçük bir direnç, kendinizi tahmin ettiğiniz gibi daha fazla akım tüketecek ve daha fazla kayıp oluşturacaktır.

Daha büyük bir direnç, aynı kaçak akım ile daha yüksek bir hata oluşturur. Dirençlerinizin ortasındaki geri bildirim piminiz, sızıntıyı besleyen direnç 1 MOhm olduğunda 1 μA sızdırıyorsa, 1V hataya dönüşür, 10k direnç 10mV hataya dönüşür.

Tabii ki, sızıntı birkaç nA veya daha az sıradaysa, 1 MOhm'luk bir direncin oluşturduğu hatayı umursamayabilirsiniz. Ama tam olarak ne tasarladığınıza bağlı olarak yapabilirsiniz.

Geri besleme sistemlerindeki daha küçük dirençler, örneğin op-amp kullanan ters çevirici amplifikatörler gibi, gelen sinyal nispeten zayıfsa gelen sinyalde hatalara neden olabilir.

Her şey kontroller ve dengeler ve bu noktada yeterli bilgi yoksa, özellikle ne yaptığınız hakkında daha doğrudan bir soru sormak isteyebilirsiniz. Şemalar ve bununla.

@ Asmyldof'un bahsettiği konulara ek olarak, megaohmlarda (ve özellikle 10M ve daha fazlasında) yüksek dirençler kullanırken, toz, cilt yağları, lehim akı kalıntısı vb. yolları.

Diğer cevaplara ek olarak, termal gürültüyü de göz önünde bulundurun . Dirençiniz arttıkça gürültü de artar. Çok doğru ölçümler istiyorsanız, bu bir sorun olabilir.

Söz konusu nedenden ötürü bölücülerde ve geri besleme devrelerinde yüksek direnç kullanmak hiç de alışılmadık bir durum değildir - örneğin, özellikle yüksek empedanslı sensörler için akım tüketimini ve yüklemeyi azaltmak.

Öngörülebilir çalışmayı sağlamak için birkaç önlem alınmalıdır. Paralel bir direnç olarak kirlenmeyi önlemek için bileşen yerleştirilmeden önce ve sonra pano iyice temizlenmelidir. İyi bir akı temizleyici ve ardından bir izopropil alkollü çubuk bunun için iyidir.

Devre öngörülemeyen bir ortamda çalıştırılacaksa (nem birikmesi veya yüksek nem olabileceği gibi), o zaman tahtaya ve bileşenlere iyi bir konformal kaplama maddesi uygulanmalı ve üreticilerin sızdırmazlığı sağlamak için talimatlara göre pişirilmelidir. , yüksek dirençli nem bariyeri.

İlk önce opamps ile DÜŞÜK direnç değerlerini kullanarak problemleri ele alalım. En büyük sorun opamp'ın sınırlı çıkış akımıdır. Genellikle 20 mA, doğru performans için maksimum değerdir. Yine de, 1 ohm ve 1 volt 1 amper gerektirir. Mevcut değil. Böylece daha yüksek değerlerle tasarım yapmalısınız.

DÜŞÜK değerlerle ilgili bir başka sorun, kendi kendine ısınma büyük sıcaklık değişikliklerine ve büyük direnç değişikliklerine neden olduğu için termal bozulmadır. 1 ohm ve 9 ohm kullanarak, opamp'ın geri besleme döngüsünde kazancı ayarlamak için 9 ohm'un 9X gücünün dağılmasına neden olur. 1 milivolt girişte, 1mA akım saptanabilir bozulmaya neden olabilir veya olmayabilir. Walt Jung, Ses Güç Amplifikatörü geribildirim bölücüler için bunu tartıştı.

Şimdi YÜKSEK değer dirençleri için: Daha yüksek değerlerle ilgili bir sorun, opamp'ın -V _IN pinindeki kapasitansla birlikte gelir . Faz kaymaları ---- 1 megohm ve 10 pF, 10 uS Tau'ya sahiptir, bu nedenle 16 kHz'de 45 derecelik bir faz kayması ---- zirve, kararsızlık ve salınıma yol açar. Tedavi, yüksek değerli Rfeedback dirençlerine paralel olarak küçük kapasitörler kullanmaktır ... satın almak ve kurmak için başka bir bileşen.

Yüksek dirençler devreyi Efield parazitlerine karşı savunmasız bırakır. Kapasitif olarak enjekte edilen yükler bir dönüş yolu bulacaktır. 4mm'de 160volt 60Hz kablolamaya bakan 10Meg Ohm direnç, 14mm x 1mm PCB izine bağlanır, 1.5 milivol 60Hz indükler. 1Kohm seviyesinde girişim 10.000X daha küçüktür.

Ayrıca, veri sayfası başına bekleme akımı <1uA olan 2.7 voltun üzerindeki herhangi bir Vunreg için düzenlenmiş 2.5 volt çıkış sağlayan bir LDO'yu inceleyelim. Bu LDO'nun çıkış gürültüsü hakkında ne biliyoruz?

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Bu LDO'nun, 12 Milyon Ohm (kez 2) geri besleme direnci nedeniyle en az 60 mikrovolt RMS çıkış gürültüsü olduğunu biliyoruz. En az 60uV, çünkü dahili opamp yüksek gürültüye sahiptir (çok düşük akımlarda, yüksek gürültü bekler) ve 1,22 volt BandGap yüksek değerli dirençlere sahiptir.

1uA Iddq ile 100Hz'in üzerinde zayıf PSRR gösteren bir LDO hatırlıyorum. Vin metalizasyonunun 12Meg Ohm voltaj bölücülerinin üzerinde olduğu ortaya çıktı. LDO'ya gelen herhangi bir çöp doğrudan servo-amplifikatör döngüsüne enjekte edildi. Bu sorunları görselleştirmeyi öğrenin. Orijinal tasarımcı "parazit çıkarımı bunu bir problem olarak göstermedi" dedi. Bu sorunları görselleştirmeyi öğrenin.