Bu akım algılama devresinde neden bir giriş direnci kullanıyorsunuz?

Gelen Doğrusal Teknolojisi BİR 105 akım algılama biri aşağıdaki devre bulabilirsiniz.

200 ohm direncin evirici girişindeki amacının ne olduğunu merak ediyorum. Etkisi yok gibi görünüyor.

resim açıklamasını buraya girin

Aşağıdaki paragrafta, adı geçen dirençten yoksun neredeyse aynı bir devrenin sunulduğunu unutmayın:

resim açıklamasını buraya girin

Bir yan sorun olarak : 200 ohm giriş empedans dirençlerinin boyutlandırılmasının önemli bir dezavantajı var mı, örneğin 10k? (Kazanımı sabit tutmak.) Amaç, opamp'ın BJT'yi sürmek için beslemesinden çektiği akımı azaltmak olacaktır.

Düzenleme 1: 1. Çeyrek İçin İhtiyaç

Yorumlarda Q1 çıkış transistörünün gerekli olup olmadığı sorgulandı. Aşağıdaki yorumumla ilgili yorumuma bakın.

resim açıklamasını buraya girin

Düzenleme 2: Johnson gürültüsü

resim açıklamasını buraya girin

Foton'un zarf hesaplamasının arkası, çıkıştaki% 0,1 (çıkış aralığının) gürültüsü kabul edilebilirse, giriş direncinin Johnson gürültüsünün büyük değerler için bile sorun olmayacağını gösterir:

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

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

Vrms = 0.005V ve 70kHz için:

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

— maksimum
kaynak

44V besleme gerilimlerine kadar bir akım ölçüm cihazı olarak çalışırken 200R direnç olmadan "aynı" devrenin gösterilmesi göz önüne alındığında garip bir eklentidir. Belki ikisini yan yana gösterirsiniz, böylece halk bunun önyargı akımlarıyla ilgili olduğunu varsaymaz.

— Andy aka

@Andyaka Öneri için teşekkürler. Bu gerçekten daha açık hale getirir.

— Maksimum

Evet, 200 ohm'u 10k'ye kadar yükseltmenin bir tarafı var - devre neredeyse kesinlikle salınacak çünkü kazanç eklediniz. Şu anda BJT'nin kolektör direnci, op-amp çıkışını 10: 1 oranında azalttığı anlamına gelir - bu mutlu stabilite anlamına gelir. Toplayıcı direnci 2 kohm'un üzerine çıktıkça Q1'in kazancı birliğin üzerine çıkar ve LT1637'nin + Vin'e (toplayıcı tersine çevrilmesi nedeniyle olumsuz geri bildirim) geri bildirim nedeniyle kararsız hale gelmesinin eşiğinde olabilir - 2k'den daha yüksek değil, ancak R2 daha büyük (diyelim) 20k ve R1 için 2k kullanın. Alt satır - Hiç kullanmadım, bu yüzden biraz emin değilim.

— Andy aka

@Kaz Vout = 0,2 ohm x Iload'u nasıl alırsınız? Elde 2 ohm talep faktörünü verir verilen değerleri için.

V_{o u t} = I_{l o a d} \times \frac{R_{s} \times R_{2}}{R_{1}}

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

— Maksimum

@Kaz Transistöre duyulan gereksinimle ilgili sorunuz beni şaşırttı. Ben neden gerekli olduğunu biliyorum rağmen: Transistör ile, mevcut sürüş R2 R1 aracılığıyla kaynaklanır, böylece amplifikatör girişi üzerindeki gerilimi bastırır. - Harici bir transistör kullanılmamışsa, R2'yi çalıştırmak için akım Q25 üzerinden op amp kaynağından sağlanacaktır. Ne düşünüyorsun?

— Maksimum

Evirici girişindeki 200 Ohm direncin, giriş akımı olmayan ideal bir op amp için hiçbir etkisi yoktur.

Ancak gerçek op-amp'ler (çok küçük) bir öngerilim akımı gerektirir ve aynı zamanda evirmeyen girişten evirici girişe akan ofset akımlarına sahiptir.

Ofset akımı nedeniyle, hassas bir devrede op-amp'in iki girişini besleyen eşit empedanslara sahip olmak en iyi uygulamadır.

5 V beslemeli LT1637 durumunda, ofset akımı 15 nA kadar yüksek olabilir. Giriş empedansları dengelenmemişse, bu, 15 uA'lık geçerli ölçümdeki bir hataya karşılık gelen 3 uV'a kadar bir hataya neden olabilir.

200 ohm dirençlerin örneğin 10k olarak boyutlandırılmasının bir dezavantajı var mı?

Direnç değerinde küçük bir değişiklikle ilgili gerçek bir sorun yoktur (örneğin, 211 Ohm ya da başka bir şey), ancak avantaj da yoktur.

R1 direncini 10 kOhm'a çıkarsaydınız, direnç tarafından üretilen Johnson gürültüsü hakkında endişelenmeye başlardım. Ancak etkilere dikkatle bakmadım ve elbette kabul edilebilir maksimum gürültü sistem seviyesi gereksinimlerinize bağlıdır.

— Foton
kaynak

Teşekkür ederim. Ofset mevcut sorun farkında değildi bir şeydir. Andy aka'nın işaret ettiği gibi, bundan hemen sonra sunulan bir devre ikinci giriş direncinden yoksun olduğu için hala biraz kafam karıştı. - Bu sadece bir gözetim olabilir.

— Maksimum

Ofset akımına, iki yanlılık akımı arasındaki fark olarak da bakabilirsiniz. Sanırım ikinci devre sadece birkaç uA hatanın önemli olmadığı durumlar için tasarlanmıştır ... ama belki de düşünmediğim bir şey var, bu yüzden henüz cevabımı eklemeyeceğim.

— Foton

Bu bir giriş akım dengesi şey olduğuna ikna olmadım ama başka bir şey olarak görmek için mücadele ediyorum - aynı bağlantıda kullanmayan neredeyse aynı bir devre var ve 3V'den 44V'a kadar bir besleme voltajı aralığı sağlıyor . Uygulama notunun aksine cihaz veri sayfasına bakarsanız Ditto.

— Andy aka

@Andyaka, ilk devrenin op-amp'i yükle aynı besleme üzerinde çalıştırdığına dikkat edin. İkinci devre, op-amp'in "üstten" giriş kapasitesini tanıtmaktır --- bu durumda aynı doğruluk için tasarlanmamış olabilirler.

— Foton

@ThePhoton Ne dediğini duyuyorum ama parmağımı koyamayacağım beni rahatsız eden bir şey var !!!

— Andy aka