Какой Rf / Rin лучше для операционного усилителя?

9

Теоретически для операционного усилителя в инвертирующем исполнении коэффициент усиления по напряжению равен .RfRin

Например: для мы можем использовать и R_ {in} = 10 \ \ mathrm {k \ Omega} . Такое же усиление можно получить из R_ {f} = 1 \ \ mathrm {k \ Omega} и R_ {in} = 100 \ \ mathrm {\ Omega} . Какая разница и какое значение лучше всего подходит?gain=10R я пRf=100 kΩR f = 1 к Ω R i n = 100 ΩRin=10 kΩRf=1 kΩRin=100 Ω

Конфиг, как это:

введите описание изображения здесь

август
источник
1
AD811 и аналогичные операционные усилители (режим Нортона) внутренне работают совершенно иначе, чем классические операционные усилители с напряжением на входе и напряжением, которые преподаются в школах. Хотя это правильный вопрос, вы действительно должны ограничиться одним типом операционного усилителя, иначе вы не сможете ответить в таком коротком формате. Ссылка на AD811 здесь излишне усложняет.
заполнитель
@rawbrawb Спасибо! хорошая точка зрения. Изображение отредактировано. Только вопрос: операционный усилитель Norton такой же, как операционный усилитель с обратной связью по току (CFO)?
августа
1
В основном да, хотя AD811 также имеет один из входов с очень низким импедансом.
заполнитель
спасибо за объяснение. один вопрос, хотя - может ли резистор обратной связи быть 100 Ом, потому что (как пример) в техническом описании для резистора обратной связи lt1028 100 Ом может вызвать искажения, допустимо ли это для других операционных усилителей? какова его постоянная и как мы можем найти минимальное значение Rf?
xslavic

Ответы:

10

Если вы хотите, чтобы ваш операционный усилитель работал лучше на высоких частотах, вы будете использовать резисторы с более низким значением для настройки усиления. Емкость утечки вокруг области обратной связи может составлять порядка 1 пФ из-за дорожек цепи и контактных площадок для компонентов, и это имеет место, когда значения резистора высоки.

Если ваш резистор обратной связи был 100 кОм, а емкость утечки составляла 1 пФ, вы бы обнаружили, что на частоте: -

12πRC=12π×100,000×1×1012=1.59MHz

Усиление будет на 3 дБ ниже усиления постоянного тока, т. Е. Если ваше усиление постоянного тока равно 10, то при 1,59 МГц усиление будет равно 7,07. Если вам нужен плоский отклик до 32 МГц, то самый большой резистор обратной связи, который вы можете использовать, это 5 кОм.

Таблицы операционных усилителей - лучшее место, чтобы посмотреть, что они рекомендуют.

Принимая значение резистора ниже это хорошо , но вы будете приближаться к точке , где резистор обратной связи начинает загружать выходные цепь вашего ОУ и вы можете получить снижение амплитуды колебания и / или искажения.

Но большая проблема будет на входном резисторе. Для поддержания коэффициента усиления десять с резистором обратной связи (скажем) 100 Ом означает, что входное сопротивление составляет 10 Ом, и этот входной резистор является входным сопротивлением вашей цепи. Это будет восприниматься многими цепями или сигналами как «слишком низкие» и может привести к искажению или уменьшению амплитуды входных сигналов.

Как правило, для вы не должны опускаться ниже 50 Ом, а это означает, что ваш резистор обратной связи составляет 500 Ом.RIN

Энди ака
источник
Спасибо Энди! Вы ответили на некоторые другие мои вопросы в других темах, и мне очень нравится, как вы объясняете детали. Теперь я могу понять, почему в моей спецификации ОУ (AD811) рекомендуется RF = 500 Ом и RG = 50 Ом. Еще один вопрос: можно ли сказать, что это также зависит от типа операционного усилителя (операционные усилители с обратной связью по току или по напряжению? ). Как я понял из вашего обсуждения, в операционных усилителях с обратной связью по току, которые полагаются на входной ток, а не на входное напряжение, я должен заботиться о входном импедансе, и если это так, и я хочу небольшой RG, я могу подумать о переходе с AD811, который является Финансовый директор для VFO, как AD826.
августа
1
@Aug. Рад помочь - пожалуйста, ссылку на вопрос, на который вы ссылаетесь. Устройства обратной связи по току имеют меньшую емкость утечки на входных контактах к земле, и это означает, что они работают лучше на высоких частотах, но мне нужна схема, чтобы действительно увидеть то, что вы предлагаете.
Энди ака
Это простой инвертирующий операционный усилитель с входным сигналом от DDS (AD9850) с амплитудой сигнала около 1 вольт. RF подключен между Out ant Vin- и RG между входным сигналом и Vin-. Vin + контакт подключен к земле (очень классический инвертирующий конфиг.)
августа
Добавлено фото схемы
августа
2
С AD811 все в порядке, но следите за более высокими коэффициентами усиления - также на рисунке 19 показано, где можно выбрать значение Rf, чтобы получить наилучшие высокочастотные характеристики. Также на рис. 30 показано, как усиление может уменьшаться при более низких напряжениях питания.
Энди ака
4

Это хороший общий вопрос, и общий ответ таков: это зависит.

В частности, поскольку у вас есть два значения резистора для поиска, но только одна спецификация, усиление, все, что вы можете ограничить, это соотношение значений резистора; вам нужно другое ограничение для фиксации отдельных значений (или ограничения на них).

Наиболее вероятная спецификация - это входное сопротивление, которое для этой конфигурации фиксирует значение (или устанавливает нижнюю границу), а затем следует значение . R FRinRF

Альфред Центавра
источник
А что определяет лучшее входное сопротивление?
августа
1
Лучшее входное сопротивление - это то, которое подходит для приложения. Например, для несимметричных аудиосигналов линейного уровня мы обычно хотим, чтобы входное сопротивление составляло около 10 кОм или больше. И наоборот, для низкоуровневых приложений с низким уровнем шума входное сопротивление может быть намного ниже.
Альфред Центавра
1
Каждый резистор также является источником шума. Чем больше сопротивление, тем больше шум. В системах с высоким усилением это может стать важным
Скотт Сейдман