À quoi sert une résistance dans le chemin de rétroaction d'un tampon de gain unitaire?

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Je vois souvent des suiveurs à gain unitaire avec une résistance dans le chemin de rétroaction. Pour un ampli-op idéal, bien sûr, il n'y a pas de courant dans l'entrée, et cette résistance ne fait rien. Quel est son effet avec un vrai ampli op, et comment choisir sa valeur?

Suiveur Unity-Gain avec résistance de rétroaction

Que fait R1 dans ce circuit?

operational-amplifier

— nibot
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Le concepteur possède des actions dans une société de résistance.

— Olin Lathrop

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Ils veulent augmenter le bruit de la scène?

— endolith

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Vous verrez rarement un circuit avec une seule résistance comme vous le montrez; généralement, il y aura également une autre résistance (ou une résistance de source équivalente) de la même valeur sur l'entrée non inverseuse.

La plupart des amplificateurs opérationnels (non idéaux) ont une résistance d'entrée finie, ce qui signifie qu'un minuscule courant entre ou sort des bornes d'entrée. Ce courant est appelé "courant de polarisation d'entrée" et varie avec la tension aux entrées. Étant donné que la plupart des circuits opamp utilisent une rétroaction négative pour maintenir les deux entrées à la même tension, cela signifie que pour une tension donnée, le courant à travers les deux entrées sera le même.

Le courant traversant chaque entrée traverse la résistance connectée à cette entrée, ce qui introduit un décalage de tension à l'entrée. Si la résistance aux deux entrées est différente, ce décalage de tension sera également différent et la différence entre ces deux décalages apparaîtra comme une erreur de décalage d'entrée supplémentaire dans le fonctionnement du circuit.

Pour cette raison, un effort est fait dans tous les circuits opamp pour s'assurer que les résistances connectées aux deux entrées sont les mêmes, éliminant cette source d'erreur supplémentaire. Même dans un tampon à gain unitaire, si la résistance de la source est de 100 Ω, une résistance de 100 Ω sera utilisée dans le chemin de rétroaction.

— Dave Tweed
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C'est certainement une raison pour inclure la résistance, mais il semble qu'il y en ait d'autres .

— nibot

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Voici un extrait de la fiche technique OP27 , montrant que la réponse est plus impliquée que l'égalisation des impédances vues par les deux entrées:

Extrait de la fiche technique OP27

Et un autre exemple, de la fiche technique AD797:

Extrait de la fiche technique AD797

— nibot
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Bien que la protection par diode sur les entrées et le faible Rbb soient des caractéristiques inhabituelles de ces amplificateurs opérationnels à bruit ultra-faible, non? Si cette résistance est nécessaire elle sera probablement spécifiée dans la fiche technique?

— endolith

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Une raison pour laquelle la résistance de rétroaction peut être utilisée est de faire correspondre l'impédance de sortie de Vin. Les amplis opérationnels réels ont une polarisation du courant d'entrée et un décalage du courant d'entrée.

Prenons par exemple ce circuit représentatif:

entrez la description de l'image ici

Ici, j'ai créé un modèle plus réaliste d'un ampli-op en ajoutant des sources de courant qui simulent le courant circulant dans les bornes d'un véritable ampli-op. La différence entre les deux courants d'entrée est le courant d'entrée décalé.

La tension d'entrée à la borne d'entrée positive est en fait:

V je n_{une c t u une l} = V je n - {je}_{1} \cdot R_{1}

$\begin{equation} Vin_{actual} = Vin - I_1 \cdot R_1 \end{equation}$

Grâce à une action d'ampli-op idéale, la tension de borne d'entrée négative est la même. On peut alors calculer la tension de sortie résultante:

V o u t = V je n_{une c t u une l} + {je}_{2} \cdot R_{2} V o u t = V je n - {je}_{1} \cdot R_{1} + {je}_{2} \cdot R_{2}

$\begin{equation} Vout = Vin_{actual} + I_2 \cdot R_2\\ Vout = Vin - I_1 \cdot R_1 + I_2 \cdot R_2\\ \end{equation}$

En faisant correspondre étroitement R1 et R2, l'effet du courant de polarisation d'entrée est effectivement annulé. Notez que cela ne résout pas le courant de décalage d'entrée, cependant. Pour résoudre les deux problèmes, assurez-vous que la résistance de R1 et R2 est faible. Cela résoudra à la fois les problèmes de courant de décalage d'entrée et de courant de polarisation d'entrée. Avec un R1 suffisamment petit, il ne sera peut-être pas nécessaire d'avoir un R2 apparié réel, bien que vous obtiendrez bien sûr de meilleurs résultats s'il y en a un.

— helloworld922
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Il existe 2 types d'amplificateurs opérationnels: le retour de tension et le retour de courant. Dans le retour de courant, comme on peut le deviner d'après leur nom, le courant conduit de la sortie à l'entrée via la "résistance de rétroaction" Rf détermine 1) la bande passante 2) le gain lorsqu'il est associé dans un diviseur de courant avec la "résistance de terre" Rg. Dans les amplificateurs opérationnels de rétroaction actuels, s'il y a une résistance de rétroaction très faible, cette note d'application http://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdf indique que l'ampli op va osciller. Le choix d'une valeur élevée diminue la bande passante.

En fait, il existe tellement de types différents d'amplificateurs opérationnels de nos jours que le modèle simple d'entrées à impédance infinie impliquant Vin + = Vin- est loin d'être vrai dans de nombreux cas. De nombreux amplificateurs opérationnels ont des valeurs d'impédance d'entrée faibles, d'autres ont une impédance très élevée sur + In et très faible sur -In. Les amplis opérationnels VHF sont tous des commentaires actuels et très délicats à mettre en œuvre, comme le LMH6703

— Thierry Guennou
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