原文來自公眾號:24c01硬件電子 群友的提問:下圖來自先積集成的一款PAC的芯片(PWM轉電流控制),問圖中的1MΩ電阻是否可以替換為100kΩ。 那么1MΩ換成100kΩ后會影響什么呢? 利:
外部電阻的減小,很大程度上減小了輸入失調電流引入的誤差,例如LM321的輸入失調電流的最大值為150nA,那么按最大值來計算1MΩ下輸入失調電流引入的誤差是150nA*1M=150mV,如下圖仿真,在沒有輸入失調電流的情況下輸出電壓應該為1V,而輸入失調電流的存在,會導致輸出產生偏差,輸出為0.85V。
而電阻改為100KΩ后,可以看到輸入失調電流導致的誤差電壓也隨之減小了十倍。這也就是電阻改小的好處。
弊:
弊端就是,隨著電阻的減小,這個差分運放的輸入阻抗也隨之減小。差分運放的輸入阻抗是由外部電阻決定的,同相輸入端的輸入阻抗為R2+R5,如果是1MΩ的情況下,輸入阻抗為2MΩ;如果是100kΩ情況下,那么同相輸入端的輸入阻抗就是200kΩ。(反相輸入端的輸入阻抗比同相輸入端計算起來復雜,之前推文有做過推導,遂不再贅述)
為了方便觀察,我將電阻調為了1kΩ,如下圖所示,紅色電流路徑影響流過采樣電阻的電流值;藍色電流路徑(有可能是運放流過負載,也有可能是負載流向運放,具體要根據負載大小來分析)會影響流過負載的電流準確度。
個人看法
從我個人的角度來看,我認為能改100kΩ,因為此時輸入阻抗200kΩ也不算太小,電流采樣電阻不是很大的情況下,通過輸入阻抗導致的電流誤差可以說是微乎其微(不過這個電阻對于一些輸入失調電流uA級別的來說還是不可小覷的一個數量級)。而且電阻改小后有一定的好處,電阻改小后,輸入失調電流對差分放大的輸出結果更小了,這個是不可否認的。我不是很喜歡在運放外圍放MΩ級別的電阻。
然后我也去搜索了一下GP8102的數據手冊(版本FN1601-41.1),發現廠家已對這個差分部分的電路已經做了更改(可能廠家也認為這個1MΩ的電阻實在是太大了),改為了一個三個運放搭成的儀表放大器(輸入阻抗很大,更精準了)。這個是一個好方法,不過不可否認的是,這個成本也更高了。
原文來自公眾號:24c01硬件電子
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審核編輯 黃宇
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差分電路
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