单位增益缓冲器的反馈路径中电阻的作用是什么?


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我经常看到在反馈路径中带有电阻的单位增益跟随器。当然,对于理想的运算放大器,没有电流流入输入,并且该电阻不起作用。真正的运算放大器有什么作用?如何选择其值?

带反馈电阻的单位增益跟随器

R1在此电路中起什么作用?


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设计者拥有一家电阻公司的股票。
奥林·拉斯洛普

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他们想增加舞台的噪音吗?
endlith 2015年

Answers:


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如图所示,很少会看到只有一个电阻的电路。通常,在同相输入端也会有一个相同值的电阻(或等效源电阻)。

大多数(非理想)运算放大器具有有限的输入电阻,这意味着有很小的电流流入或流出输入端子。该电流称为“输入偏置电流”,它随输入电压的变化而变化。由于大多数运算放大器电路使用负反馈来将两个输入保持在相同的电压,这意味着对于任何给定的电压,通过两个输入的电流将是相同的。

流经每个输入的电流流经连接到该输入的任何电阻,这会在输入上引起电压漂移。如果两个输入端的电阻不同,则该电压偏移也将不同,并且这两个偏移之间的差异将作为电路工作中的附加输入失调误差而出现。

因此,所有运算放大器电路都要努力确保连接到两个输入的电阻相同,从而消除了这种额外的误差源。即使在单位增益缓冲器中,如果源电阻为100Ω,则在反馈路径中将使用100Ω电阻。


这绝对是包括电阻的原因之一,但似乎还有其他原因
nibot

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这是OP27数据表的摘录,表明答案比均衡两个输入端看到的阻抗更重要:

OP27数据表摘录

另一个例子来自AD797数据手册:

AD797数据表摘录


尽管输入上的二极管保护和低Rbb是这些超低噪声运算放大器的不寻常功能,对吗?如果需要该电阻,可能会在数据表中指定?
endlith 2015年

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可以使用反馈电阻的一个原因是要匹配Vin的输出阻抗。实际运算放大器具有输入电流偏置和输入电流偏移。

以这个代表电路为例:

在此处输入图片说明

在这里,我通过添加电流源创建了一个更现实的运算放大器模型,该电流源模拟了流入实际运算放大器端子的电流。两个输入电流之间的差是偏移输入电流。

正输入端子上的输入电压实际上是:

Vinactual=VinI1R1

通过理想的运算放大器作用,负输入端子电压是相同的。然后我们可以计算出最终的输出电压:

Vout=Vinactual+I2R2Vout=VinI1R1+I2R2

通过紧密匹配R1和R2,输入偏置电流的影响将有效地消除。请注意,这并不能解决输入失调电流。要解决这两个问题,请确保R1和R2的电阻都较小。这将解决输入失调电流和输入偏置电流这两个问题。如果R1足够小,则可能不需要实际的离散匹配R2,尽管如果有一个,则当然会得到更好的结果。


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运算放大器有2种:电压反馈和电流反馈。从电流反馈的名称可以猜出,通过Rf“反馈电阻”从输出驱动到输入的电流确定1)带宽2)当与Rg“接地电阻”在分压器中关联时的增益。在电流反馈型运算放大器中,如果反馈电阻非常低,则本应用笔记http://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdf表示运算放大器会振荡。选择高值将减少带宽。

实际上,当今有许多不同类型的运算放大器,以致于涉及Vin + = Vin-的无限阻抗输入的简单模型在许多情况下远非如此。许多运算放大器的输入阻抗值很低,另一些运算放大器的+ In阻抗很高,而-In阻抗很低。VHF运算放大器都是电流反馈的,并且实现起来非常困难,例如LMH6703

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