Pourquoi utiliser une résistance d'entrée dans ce circuit de détection de courant?

Dans la technologie linéaire AN 105 sur la détection de courant, on peut trouver le circuit suivant.

Je me demande quel est le but de la résistance de 200 ohms sur l'entrée inverseuse. Cela semble n'avoir aucun effet.

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Notez que dans le paragraphe suivant est présenté un circuit pratiquement identique qui manque de ladite résistance:

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Comme problème secondaire : y a-t-il un inconvénient à dimensionner les résistances d'impédance d'entrée de 200 ohms significativement plus grandes, par exemple 10k? (Garder le gain constant.) Le but serait de réduire le courant que l'ampli op tire de son alimentation pour piloter le BJT.

Edit 1: Besoin de Q1

Dans les commentaires, il a été demandé si le transistor de sortie Q1 était nécessaire. Voir mon commentaire ci-dessous sur mon interprétation.

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Edit 2: Johnson noise

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Le dos du photon du calcul de l'enveloppe suggère que le bruit Johnson de la résistance d'entrée n'est pas susceptible d'être un problème même pour les grandes valeurs si 0,1% (de la plage de sortie) le bruit sur la sortie est acceptable:

V r m s = dix \times \sqrt{R} \sqrt{Δ F} \times {dix}^{- 9} à Volt

$Vrms = 10\times \sqrt{R}\sqrt{\Delta f} \times 10^{-9}\text{in Volt}$

Pour Vrms = 0,005 V et 70 kHz:

R = (\frac{V r m s}{1,3 \times \sqrt{Δ F}} \times {dix}^{9})^{2} = 211 g Ω

$R = (\frac{Vrms}{1.3\times\sqrt{\Delta f}}\times 10^9 )^2 = 211 G\Omega$

current-measurement Max
la source

C'est un ajout étrange étant donné que "le même" circuit est montré sans la résistance 200R lorsqu'il fonctionne comme un appareil de mesure de courant jusqu'à fournir des tensions de 44V. Peut-être que vous montrez les deux côte à côte pour que les gens ne supposent pas que cela a à voir avec les courants de polarisation.

Andy aka

@Andyaka Merci pour la suggestion. Cela rend la chose plus claire.

Max

Oui, il y a un inconvénient à augmenter les 200 ohms à 10k - le circuit oscillera presque certainement parce que vous avez ajouté du gain. Actuellement, la résistance de collecteur du BJT signifie qu'elle atténue la sortie de l'ampli opérationnel de 10: 1 - cela signifie une stabilité heureuse. Comme la résistance du collecteur dépasse 2kohm, le gain du Q1 dépasse l'unité et peut être sur le point de rendre le LT1637 instable en raison de la rétroaction vers + Vin (rétroaction négative due à l'inversion du collecteur) - pas plus de 2k mais, vous pouvez faire R2 plus grand (disons) 20k et utilisez un 2k pour R1. Bottom line - Je ne l'ai jamais utilisé, donc je ne suis pas certain.

Andy aka

@Kaz Comment obtenez-vous Vout = 0,2 ohm x Iload? Je reçois Pour les valeurs données qui donne le facteur revendiqué de 2 ohms.

V_{o u t} = {je}_{l o une ré} \times \frac{R_{s} \times R_{2}}{R_{1}}

$V_{out}=I_{load}\times\frac{R_s\times R_2}{R_1}$

Max

@Kaz Votre question concernant la nécessité du transistor m'a fait perplexe. Bien que je pense que je sais pourquoi il est nécessaire: Avec le transistor, le courant d'attaque R2 provient de R1, ce qui diminue la tension à l'entrée de l'amplificateur. - Si aucun transistor externe n'était utilisé, le courant pour piloter R2 proviendrait de l'alimentation de l'ampli op via Q25. Qu'est-ce que tu penses?

Max

Réponses:

La résistance de 200 Ohms sur l'entrée inverseuse n'a aucun effet pour un ampli op idéal, qui n'a pas de courant d'entrée.

Mais les amplificateurs opérationnels réels nécessitent un courant de polarisation (très faible) et ont également des courants de décalage qui passent de l'entrée non inverseuse à l'entrée inverseuse.

En raison du courant de décalage, il est préférable dans un circuit de précision d'avoir des impédances égales alimentant les deux entrées de l'ampli-op.

Dans le cas du LT1637 avec une alimentation 5 V, le courant de décalage peut atteindre 15 nA. Si les impédances d'entrée n'étaient pas équilibrées, cela pourrait provoquer une erreur allant jusqu'à 3 uV, correspondant à une erreur dans la mesure du courant de 15 uA.

y a-t-il un inconvénient à dimensionner les résistances de 200 ohms comme par exemple 10k?

Il n'y a pas vraiment de problème avec un petit changement dans cette valeur de résistance (par exemple à 211 Ohms ou quelque chose), mais aucun avantage non plus.

Si vous deviez augmenter la résistance R1 à 10 kOhms, je commencerais à m'inquiéter du bruit de Johnson généré par la résistance. Mais je n'ai pas examiné attentivement les effets, et bien sûr, le bruit maximum acceptable dépend des exigences de votre système.

Le photon
la source

Je vous remercie. Le problème actuel de décalage est quelque chose que je n'étais pas au courant. Je suis encore un peu confus car, comme l'a souligné Andy aka, un circuit présenté immédiatement après celui-ci manque de la deuxième résistance d'entrée. - Bien que ce soit simplement un oubli.

Max

Vous pouvez également considérer le courant de décalage comme une simple différence entre les deux courants de polarisation. Je pense que le deuxième circuit est juste conçu pour les cas où quelques uA d'erreur ne sont pas importants ... mais peut-être qu'il y a quelque chose que je ne considère pas, donc je n'ajouterai pas cela à ma réponse pour le moment.

Le Photon

Je ne suis pas convaincu que c'est une chose d'équilibre du courant d'entrée, mais j'ai du mal à le voir comme autre chose - il y a un circuit presque identique sur la même liaison qui ne l'utilise pas et il prétend une plage de tension d'alimentation de 3V à 44V . Idem si vous regardez la fiche technique de l'appareil plutôt que la note de l'application.

Andy aka

@Andyaka, remarquez que le premier circuit fait fonctionner l'ampli-op sur la même alimentation que la charge. Le deuxième circuit consiste à annoncer la capacité d'entrée "over-the-top" de l'ampli-op --- ils n'ont peut-être tout simplement pas été conçus pour la même précision dans ce cas.

Le Photon

@ThePhoton J'entends ce que vous dites mais il y a quelque chose qui m'embête sur lequel je ne peux pas mettre le doigt !!!

Andy aka