Efek samping dari menggunakan resistensi besar

Apakah ada masalah yang dapat disebabkan oleh penggunaan resistor dengan resistansi besar (dalam urutan megaohms)?

Saya merancang jaringan umpan balik yang hanya pembagi tegangan, dan saya ingin umpan balik mengalir sesedikit mungkin dari rangkaian. Satu-satunya hal yang penting adalah rasio antara resistor. Jadi pertanyaan saya adalah: apakah ada alasan mengapa seseorang memilih, misalnya, resistor 1 dan 10 Ohm, bukan 1 dan 10 MOhms?

Ada banyak kelemahan baik nilai rendah maupun tinggi.

Nilai ideal akan jatuh di antara sangat besar dan sangat kecil untuk sebagian besar aplikasi.

Sebuah resistor yang lebih besar dari jenis yang sama akan, misalnya, menciptakan lebih banyak noise (dengan sendirinya dan melalui arus noise kecil yang diinduksi) daripada yang lebih kecil, meskipun itu mungkin tidak selalu penting bagi Anda.

Sebuah resistor yang lebih kecil akan mengalirkan lebih banyak arus dan membuat lebih banyak kerugian, seperti yang Anda duga sendiri.

Sebuah resistor yang lebih besar akan membuat kesalahan yang lebih tinggi dengan arus bocor yang sama. Jika pin umpan balik Anda di tengah resistor Anda bocor 1 μA saat resistor memberi makan kebocoran 1 MOhm, itu akan menerjemahkan ke kesalahan 1V, sedangkan resistor 10k akan menerjemahkan ke kesalahan 10mV.

Tentu saja, jika kebocorannya berada dalam urutan beberapa nA atau kurang, Anda mungkin tidak terlalu peduli dengan kesalahan yang diciptakan oleh resistor 1 MOhm. Tapi Anda mungkin, tergantung pada apa yang sebenarnya Anda rancang.

Resistor yang lebih kecil dalam sistem umpan balik, misalnya dengan pembalik amplifier menggunakan op-amp, dapat menyebabkan kesalahan pada sinyal yang masuk jika sinyal yang masuk relatif lemah.

Ini semua cek dan saldo, dan jika itu tidak cukup informasi pada titik ini, Anda mungkin ingin mengajukan pertanyaan yang lebih langsung tentang apa yang Anda lakukan. Dengan skema dan itu.

Selain masalah yang disebutkan oleh @ Asmyldof, ketika menggunakan resistensi tinggi dalam megaohms (dan terutama pada 10M dan lebih banyak) pencemaran lingkungan seperti debu, minyak kulit, residu fluks solder dll dapat dengan mudah mengurangi resistensi efektif dalam waktu yang tak terduga dan beragam waktu. cara.

Selain jawaban lain, pertimbangkan juga kebisingan termal . Saat perlawanan Anda naik, begitu pula kebisingannya. Jika Anda ingin pengukuran yang sangat akurat, ini mungkin menjadi masalah.

Sama sekali tidak biasa untuk menggunakan resistensi tinggi di pembagi dan sirkuit umpan balik untuk alasan yang Anda sebutkan - untuk mengurangi konsumsi dan pemuatan saat ini, terutama untuk sensor impedansi tinggi, misalnya.

Beberapa tindakan pencegahan harus dilakukan untuk memastikan operasi yang dapat diprediksi. Papan harus dibersihkan dengan baik sebelum dan sesudah penempatan komponen untuk menghindari kontaminasi yang muncul sebagai hambatan paralel. Pembersih fluks berkualitas baik yang diikuti dengan swab alkohol isopropil baik untuk ini.

Jika rangkaian harus dioperasikan dalam lingkungan yang tidak dapat diprediksi (seperti di mana mungkin ada penumpukan uap air atau kelembaban tinggi) maka zat pelapis konformal yang baik harus diterapkan pada papan dan komponen, dan dipanggang sesuai dengan instruksi pabrik untuk menghasilkan lapisan yang disegel. , penghalang kelembaban resistensi tinggi.

Pertama mari kita pertimbangkan masalah menggunakan nilai resistor RENDAH, dengan opamps. Masalah terbesar adalah arus keluaran terbatas opamp. Seringkali 20 mA adalah maksimum untuk kinerja yang akurat. Namun, 1 ohm dan 1 volt membutuhkan 1 ampere. Itu tidak tersedia. Dengan demikian Anda harus mendesain dengan nilai yang lebih tinggi.

Masalah lain dengan nilai RENDAH adalah distorsi termal, karena pemanasan sendiri menyebabkan perubahan suhu besar dan perubahan resistansi besar. Menggunakan 1 ohm dan 9 ohm, untuk mengatur gain dalam loop umpan balik opamp, menyebabkan 9 ohm untuk menghilangkan daya 9X. Pada input 1 milivolt, arus 1mA dapat menyebabkan distorsi yang terdeteksi atau tidak. Walt Jung membahas ini, untuk pembagi umpan balik Audio Power Amplifier.

Sekarang untuk resistansi nilai TINGGI: Masalah dengan nilai yang lebih tinggi datang dengan kapasitansi pada pin _IN- V dari opamp. Pergeseran fasa ---- 1 megohm dan 10 pF memiliki Tau 10 µS, sehingga pergeseran fasa 45 derajat pada 16 kHz ---- mengarah ke puncak, ketidakstabilan, dan osilasi. Obatnya adalah dengan menggunakan kapasitor kecil secara paralel dengan resistor Rfeedback bernilai tinggi ... komponen lain untuk membeli dan menginstal.

Resistansi yang tinggi membuat sirkuit rentan terhadap gangguan Efield. Biaya yang disuntikkan secara kapasitif akan menemukan jalur pengembalian. Sebuah resistor 10Meg Ohm, yang menghadap ke 160 volt 60Hz kabel pada 4 ", digabungkan ke dalam 14mm dengan 1mm jejak PCB, menginduksi 1,5 milivolt 60Hz. Pada tingkat 1Kohm, interferensi adalah 10.000X lebih kecil.

Mari kita juga memeriksa LDO, memberikan output 2,5 volt yang diatur untuk setiap Vunreg lebih dari 2,7 volt, dengan arus siaga <1uA per lembar data. Apa yang kita ketahui tentang kebisingan keluaran LDO itu?

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Kita tahu LDO ini memiliki setidaknya 60 microvolts RMS output noise, karena 12Million Ohm (kali 2) resistor umpan balik. Setidaknya 60uV, karena opamp internal memiliki noise tinggi (pada arus yang sangat rendah, mengharapkan noise tinggi) dan BandGap 1.22 volt memiliki resistor bernilai tinggi.

Saya ingat LDO, dengan 1uA Iddq, menunjukkan PSRR yang buruk di atas 100Hz. Ternyata metalisasi Vin berada di atas pembagi tegangan 12Meg Ohm. Setiap sampah yang masuk ke LDO langsung disuntikkan ke loop servo-amplifier. Belajar memvisualisasikan masalah ini. Perancang asli menyatakan "ekstraksi parasit tidak menunjukkan ini sebagai masalah." Belajar memvisualisasikan masalah ini.