Estou olhando a folha de dados do MCP6241 . Este é o esquema:
O amplificador operacional possui uma corrente de polarização de entrada de 1 pA e impedância de entrada. O resistor Rz ainda é necessário?1013Ω
Não, não é necessário, mas não pela razão que você pensa. Em aplicações em que todo bit de tensão de compensação é importante, você tenta apresentar a mesma impedância para cada entrada do opamp, para que a corrente de polarização da entrada não crie uma tensão diferencial entre as duas entradas.
A necessidade de uma resistência explícita depende da impedância na outra entrada, da corrente de polarização e do quanto você se preocupa com a tensão de deslocamento da entrada. Por exemplo, com corrente de polarização de 1 pA, um resistor de 1 MΩ deixaria cair apenas 1 µV. Isso não vai importar, já que a tensão de compensação de entrada inerente dos opamps é muito maior que isso. A menos que você tenha uma impedância muito grande, tentar coincidir com as impedâncias em um caso de opamps de polarização muito baixa é tolo.
No entanto, a verdadeira razão pela qual Rz não é necessária é porque exatamente o mesmo efeito pode ser alcançado com uma escolha diferente de Rx e Ry. A impedância de saída do divisor Rx, Ry é a combinação paralela de Rx e Ry, enquanto a fração divisória é governada pela razão dos dois. Portanto, é possível escolher Rx e Ry para que eles tenham a fração divisora desejada e a impedância de saída.
Portanto, se Rx = Ry = 100k e Rz = 50k, eu posso excluir Rz se eu usar 200k para Rx e Ry. Corrigir?
Federico Russo
@Federico: Sim, porque nos dois casos você tem uma fonte de tensão de 1/2 Vdd com impedância de 100 kOhm.
Olin Lathrop
9
Está lá para coincidir com a impedância em ambas as entradas, o que minimiza a tensão de compensação além da compensação de entrada inerente (para ser completo, o resistor em questão não é realmente necessário se os valores do resistor divisor forem escolhidos corretamente, como Olin observa em sua resposta)
Como a mesma corrente flui através de cada entrada *, se as impedâncias forem correspondentes, a mesma queda de tensão será causada em cada entrada e cancelada. * Isso é válido apenas para opamps com correntes de entrada correspondentes, o que nem sempre é o caso. Uma excelente referência que discute isso e muito mais é a Opamp Applications de Walt G. Jung.
Para dar um exemplo, se usarmos um buffer não inversor simples de opamp, o opamp possui uma impedância de entrada de 1 Megaohm (para exagerar o efeito, embora você obtenha opamps com resistências de entrada semelhantes)
Vin está em 1V:
R1 é a impedância de entrada em 500k. Muitas vezes, você vê buffers sem Rf, apenas a saída conectada diretamente à entrada inversora. No entanto, para corresponder corretamente à tensão de deslocamento, precisamos de um Rf igual à impedância de entrada.
Para mostrar o efeito de deslocamento, varremos Rf de 1 ohm a 500 kOhm:
Observe como, com um Rf de 1 ohm, Vout é ~ 500mV offset de Vin. À medida que Rf aumenta em direção a 500k, podemos ver as cabeças de deslocamento para zero.
Se você olhar na página 13 (4.7), verá uma explicação disso com o mesmo circuito usado como exemplo.
Como observa Olin, na corrente de entrada típica de 1pA, a menos que você tenha enormes impedâncias, não faz sentido fazer isso, pois o efeito será pequeno comparado ao deslocamento inerente. Não custa nada adquirir o hábito de pensar nisso.
No entanto, a altas temperaturas, a corrente de polarização de entrada pode aumentar bastante drasticamente; nesse caso, o efeito pode se tornar mais perceptível novamente. Para o MCP6421, a corrente aumenta para 1100pA a 125degC. Portanto, certifique-se de levar tudo isso em consideração ao decidir o que é necessário.
Combinar a impedância dos sinais que acionam as duas entradas do opamp não significa minimizar o efeito da tensão de compensação. Essa tensão existe o tempo todo, independentemente da impedância. A correspondência de impedância é para impedir que a corrente de polarização crie tensão de compensação adicional .
Olin Lathrop
Sim, talvez ele está mal formulada, vou mencionar o inerente deslocamento (estava tentando se concentrar apenas no efeito relevante)
Oli Glaser
Obrigado, eu não tinha pesquisado mais na folha de dados ainda. Isso significa que todos os bilhões de amplificadores de buffer sem resistor de feedback estão errados?
Federico Russo
Não, apenas significa estar ciente disso, pois alguns deles podem não ser "ideais". Tudo depende do opamp, condições e função do circuito, por exemplo, se for um buffer de áudio simples (geralmente acoplado à CA), um deslocamento de alguns mV DC não importa.
Está lá para coincidir com a impedância em ambas as entradas, o que minimiza a tensão de compensação além da compensação de entrada inerente (para ser completo, o resistor em questão não é realmente necessário se os valores do resistor divisor forem escolhidos corretamente, como Olin observa em sua resposta)
Como a mesma corrente flui através de cada entrada *, se as impedâncias forem correspondentes, a mesma queda de tensão será causada em cada entrada e cancelada.
* Isso é válido apenas para opamps com correntes de entrada correspondentes, o que nem sempre é o caso. Uma excelente referência que discute isso e muito mais é a Opamp Applications de Walt G. Jung.
Para dar um exemplo, se usarmos um buffer não inversor simples de opamp, o opamp possui uma impedância de entrada de 1 Megaohm (para exagerar o efeito, embora você obtenha opamps com resistências de entrada semelhantes)
Vin está em 1V:
R1 é a impedância de entrada em 500k. Muitas vezes, você vê buffers sem Rf, apenas a saída conectada diretamente à entrada inversora. No entanto, para corresponder corretamente à tensão de deslocamento, precisamos de um Rf igual à impedância de entrada.
Para mostrar o efeito de deslocamento, varremos Rf de 1 ohm a 500 kOhm:
Observe como, com um Rf de 1 ohm, Vout é ~ 500mV offset de Vin. À medida que Rf aumenta em direção a 500k, podemos ver as cabeças de deslocamento para zero.
Se você olhar na página 13 (4.7), verá uma explicação disso com o mesmo circuito usado como exemplo.
Como observa Olin, na corrente de entrada típica de 1pA, a menos que você tenha enormes impedâncias, não faz sentido fazer isso, pois o efeito será pequeno comparado ao deslocamento inerente. Não custa nada adquirir o hábito de pensar nisso.
No entanto, a altas temperaturas, a corrente de polarização de entrada pode aumentar bastante drasticamente; nesse caso, o efeito pode se tornar mais perceptível novamente. Para o MCP6421, a corrente aumenta para 1100pA a 125degC. Portanto, certifique-se de levar tudo isso em consideração ao decidir o que é necessário.
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