Effets secondaires de l'utilisation de grandes résistances

Y a-t-il des problèmes qui peuvent être causés par l'utilisation de résistances de grandes résistances (de l'ordre des mégohms)?

Je conçois un réseau de rétroaction qui n'est qu'un diviseur de tension, et je veux que la rétroaction évacue le moins de courant possible du circuit. La seule chose qui compte, c'est le rapport entre les résistances. Ma question est donc la suivante: y a-t-il une raison pour laquelle on choisirait, par exemple, des résistances de 1 et 10 Ohms au lieu de 1 et 10 MOhms?

Les valeurs faibles et élevées présentent de nombreux inconvénients.

Les valeurs idéales se situent entre très grandes et très petites pour la plupart des applications.

Une plus grande résistance du même type, par exemple, créera plus de bruit (par elle-même et à travers de petits courants de bruit induits) qu'une plus petite, bien que cela ne soit pas toujours important pour vous.

Une résistance plus petite drainera plus de courant et créera plus de pertes, comme vous vous en doutez.

Une résistance plus grande créera une erreur plus élevée avec le même courant de fuite. Si votre broche de rétroaction au milieu de vos résistances fuit 1 μA lorsque la résistance alimentant cette fuite est de 1 MOhm, cela se traduira par une erreur de 1 V, tandis qu'une résistance de 10 k se traduira par une erreur de 10 mV.

Bien sûr, si la fuite est de l'ordre de plusieurs nA ou moins, vous pourriez ne pas vous soucier de l'erreur créée par une résistance de 1 MOhm. Mais vous pourriez, selon ce que vous concevez exactement.

Des résistances plus petites dans les systèmes de rétroaction, par exemple avec des amplificateurs inverseurs utilisant des amplificateurs opérationnels, peuvent provoquer des erreurs sur le signal entrant si le signal entrant est relativement faible.

Ce sont tous des freins et contrepoids, et si ce n'est pas assez d'informations à ce stade, vous voudrez peut-être poser une question plus directe sur ce que vous faites en particulier. Avec des schémas et ça.

En plus des problèmes mentionnés par @Asmyldof, lors de l'utilisation de résistances élevées dans les mégohms (et en particulier à 10 M et plus), la contamination environnementale telle que la poussière, les huiles cutanées, les résidus de flux de soudure, etc. peut facilement réduire la résistance effective dans des conditions imprévisibles et variables dans le temps façons.

En plus d'autres réponses, tenez également compte du bruit thermique . À mesure que votre résistance augmente, le bruit augmente également. Si vous souhaitez des mesures très précises, cela peut être un problème.

Il n'est pas rare d'utiliser des résistances élevées dans les diviseurs et les circuits de rétroaction pour la raison que vous mentionnez - pour réduire la consommation de courant et la charge, en particulier pour les capteurs à haute impédance, par exemple.

Cependant, quelques précautions doivent être prises pour garantir un fonctionnement prévisible. La carte doit être bien nettoyée avant et après le placement des composants pour éviter que la contamination apparaisse comme une résistance parallèle. Un décapant de fondant de bonne qualité suivi d'un tampon d'alcool isopropylique est bon pour cela.

Si le circuit doit être utilisé dans un environnement imprévisible (comme là où il peut y avoir une accumulation d'humidité ou une humidité élevée), un bon agent de revêtement conforme doit être appliqué sur la carte et les composants, et cuit selon les instructions du fabricant pour produire un scellé , barrière à l'humidité à haute résistance.

Voyons d'abord les problèmes d'utilisation des valeurs de résistance LOW, avec les amplis op. Le plus gros problème est le courant de sortie limité de l'opamp. Souvent, 20 mA est le maximum pour des performances précises. Pourtant, 1 ohm et 1 volt nécessitent 1 ampère. Ce n'est pas disponible. Vous devez donc concevoir avec des valeurs plus élevées.

Un autre problème avec les valeurs FAIBLES est la distorsion thermique, car l'auto-échauffement provoque de grands changements de température et de grands changements de résistance. L'utilisation de 1 ohms et de 9 ohms pour régler le gain dans la boucle de rétroaction de l'ampli op entraîne une dissipation de 9 fois la puissance des 9 ohms. À une entrée de 1 millivolt, le courant de 1 mA peut ou non provoquer une distorsion détectable. Walt Jung en a parlé pour les diviseurs de rétroaction de l'amplificateur de puissance audio.

Maintenant pour les résistances de valeur ÉLEVÉE: Un problème avec des valeurs plus élevées vient avec la capacité sur le -V _IN broche de l'ampli-op. Les déphasages ---- 1 mégohm et 10 pF ont un Tau de 10 µS, donc un déphasage de 45 degrés à 16 kHz ---- cela conduit à un pic, une instabilité et une oscillation. Le remède consiste à utiliser de minuscules condensateurs en parallèle avec les résistances Rfeedback de haute valeur ... un autre composant à acheter et à installer.

Des résistances élevées laissent le circuit vulnérable aux perturbateurs Efield. Les charges injectées capacitivement trouveront un chemin de retour. Une résistance de 10 Mégohms, face à un câblage de 160 volts 60 Hz à 4 ", couplée à une trace PCB de 14 mm par 1 mm, induit 1,5 millivolts de 60 Hz. Au niveau de 1Kohm, l'interférence est 10 000 fois plus petite.

Permet également d'examiner un LDO, fournissant une sortie régulée de 2,5 volts pour tout Vunreg supérieur à 2,7 volts, avec un courant de veille <1uA selon la fiche technique. Que savons-nous du bruit de sortie de ce LDO?

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Nous savons que ce LDO a au moins 60 microvolts de bruit de sortie RMS, en raison des résistances de rétroaction de 12 millions d’ohms (fois 2). Au moins 60uV, car l'ampli-op interne a un bruit élevé (à des courants très faibles, attendez-vous à un bruit élevé) et le BandGap de 1,22 volt a des résistances de valeur élevée.

Je me souviens d'un LDO, avec 1uA Iddq, montrant un mauvais PSRR au-dessus de 100Hz. Il s'avère que la métallisation Vin était au-dessus des diviseurs de tension 12Meg Ohm. Toute poubelle entrant dans le LDO a été directement injectée dans la boucle du servo-amplificateur. Apprenez à visualiser ces problèmes. Le concepteur d'origine a déclaré que "l'extraction parasite ne montrait pas cela comme un problème". Apprenez à visualiser ces problèmes.