Skutki uboczne stosowania dużych rezystancji

Czy są jakieś problemy, które mogą być spowodowane przez użycie rezystorów o dużej rezystancji (w kolejności megomów)?

Projektuję sieć sprzężenia zwrotnego, która jest po prostu dzielnikiem napięcia, i chcę, aby sprzężenie odprowadzało jak najmniej prądu z obwodu. Liczy się tylko stosunek rezystorów. Więc moje pytanie brzmi: czy jest jakiś powód, dla którego można wybrać na przykład oporniki 1 i 10 Ohm zamiast 1 i 10 MOhm?

Istnieje wiele wad zarówno niskich, jak i wysokich wartości.

Idealne wartości mieszczą się w przedziale od bardzo dużych do bardzo małych dla większości zastosowań.

Większy rezystor tego samego typu będzie na przykład wytwarzał więcej szumu (sam w sobie i poprzez małe indukowane prądy szumowe) niż mniejszy, choć nie zawsze może to być dla ciebie ważne.

Mniejszy opornik zużyje więcej prądu i spowoduje więcej strat, jak sam się domyślałeś.

Większy rezystor wytworzy większy błąd przy tym samym prądzie upływu. Jeśli pin sprzężenia zwrotnego na środku rezystorów przecieka 1 μA, gdy rezystor zasilający ten wyciek wynosi 1 MOhm, to przełoży się na błąd 1V, podczas gdy rezystor 10k przełoży się na błąd 10mV.

Oczywiście, jeśli wyciek jest rzędu kilku nA lub mniej, możesz nie przejmować się błędem, jaki powoduje rezystor 1 MOhm. Ale możesz, w zależności od tego, co dokładnie projektujesz.

Mniejsze rezystory w systemach sprzężenia zwrotnego, np. Z odwracającymi wzmacniaczami wykorzystującymi wzmacniacze operacyjne, mogą powodować błędy w sygnale wejściowym, jeśli sygnał wejściowy jest stosunkowo słaby.

To wszystko kontrole i salda, a jeśli w tym momencie to za mało informacji, możesz zadać bardziej bezpośrednie pytanie dotyczące konkretnie tego, co robisz. Ze schematami i tym podobne.

Oprócz problemów, o których wspomina @Asmyldof, przy stosowaniu wysokich rezystancji w megaomach (a zwłaszcza przy 10 M i więcej) zanieczyszczenia środowiska, takie jak kurz, oleje ze skóry, pozostałości topnika lutowniczego itp. Mogą z łatwością zmniejszyć efektywną odporność na nieprzewidywalne i zmienne w czasie sposoby

Oprócz innych odpowiedzi rozważ również hałas termiczny . Wraz ze wzrostem oporu rośnie również hałas. Jeśli chcesz bardzo dokładnych pomiarów, może to stanowić problem.

Nie jest niczym niezwykłym stosowanie wysokich rezystancji w dzielnikach i obwodach sprzężenia zwrotnego z podanego powodu - w celu zmniejszenia zużycia prądu i obciążenia, zwłaszcza na przykład w przypadku czujników o wysokiej impedancji.

Należy jednak podjąć kilka środków ostrożności, aby zapewnić przewidywalne działanie. Płytę należy dokładnie wyczyścić przed i po umieszczeniu elementu, aby uniknąć zanieczyszczenia pojawiającego się jako równoległy opór. Dobry do tego jest topnik do czyszczenia topników, a następnie wacik z alkoholem izopropylowym.

Jeśli obwód ma działać w nieprzewidywalnym środowisku (na przykład w miejscach, w których może gromadzić się wilgoć lub wysoka wilgotność), należy nałożyć na płytę i komponenty odpowiedni konformacyjny środek powlekający i wypiekać zgodnie z instrukcjami producenta, aby uzyskać szczelne zamknięcie bariera wilgociowa o wysokiej odporności.

Najpierw rozważmy problemy przy użyciu wartości NISKICH rezystorów z opampami. Największym problemem jest ograniczony prąd wyjściowy opampa. Często 20 mA to maksimum dla dokładnego działania. Jednak 1 om i 1 wolt wymagają 1 ampera. Nie jest dostępny Dlatego musisz projektować z wyższymi wartościami.

Innym problemem związanym z wartościami LOW jest odkształcenie termiczne, ponieważ samonagrzewanie powoduje duże zmiany temperatury i duże zmiany rezystancji. Użycie 1 omów i 9 omów w celu ustawienia wzmocnienia w pętli sprzężenia zwrotnego opamp powoduje, że 9 omów rozprasza moc 9X. Przy 1 miliwolcie wejściowym prąd 1mA może, ale nie musi, powodować wykrywalne zniekształcenie. Walt Jung omówił to w przypadku dzielników sprzężenia zwrotnego wzmacniacza mocy.

Teraz dla rezystancji WYSOKIEJ wartości: Problem z wyższymi wartościami wiąże się z pojemnością na -V _IN pinie opampa. Przesunięcia fazowe ---- 1 megahm i 10 pF mają Tau wynoszące 10 µS, a zatem przesunięcie fazowe o 45 stopni przy 16 kHz ---- prowadzi do osiągnięcia maksimum, niestabilności i oscylacji. Lekarstwem jest użycie maleńkich kondensatorów równolegle z wysokowartościowymi rezystorami Rfeedback ... kolejnym elementem do kupienia i zainstalowania.

Wysokie rezystancje powodują, że obwód jest podatny na zakłócenia Efield. Ładunki wstrzykiwane pojemnościowo znajdą drogę powrotną. Rezystor 10Meg Ohm, skierowany do 160-woltowego okablowania 60Hz przy 4 ", sprzężony z 14mm na 1mm ślad płytki drukowanej, indukuje 1,5 miliwolta 60Hz. Na poziomie 1Kohm interferencja jest 10.000X mniejsza.

Zbadajmy również LDO, zapewniając regulowaną moc wyjściową 2,5 V dla dowolnego Vunreg powyżej 2,7 V, z prądem czuwania <1uA na arkusz danych. Co wiemy o hałasie wyjściowym tego LDO?

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Wiemy, że ten LDO ma szum wyjściowy o wartości co najmniej 60 mikrowoltów RMS z powodu rezystorów sprzężenia zwrotnego o wartości 12 milionów omów (razy 2). Co najmniej 60uV, ponieważ wewnętrzny opamp ma duży szum (przy bardzo niskich prądach, spodziewaj się wysokiego szumu), a BandGap 1,22 V ma rezystory o wysokiej wartości.

Pamiętam LDO z 1uA Iddq, wykazujące słaby PSRR powyżej 100 Hz. Okazuje się, że metalizacja Vin była powyżej dzielników napięcia 12 Meg Ohm. Wszelkie śmieci wchodzące do LDO były bezpośrednio wstrzykiwane do pętli serwowzmacniacza. Naucz się wizualizować te problemy. Oryginalny projektant stwierdził „ekstrakcja pasożytnicza nie wykazała tego jako problemu”. Naucz się wizualizować te problemy.