Nebenwirkungen der Verwendung großer Widerstände

Sowohl niedrige als auch hohe Werte haben viele Nachteile.

Die idealen Werte liegen für die meisten Anwendungen zwischen sehr groß und sehr klein.

Ein größerer Widerstand des gleichen Typs erzeugt beispielsweise mehr Rauschen (von selbst und durch kleine induzierte Rauschströme) als ein kleinerer, obwohl dies für Sie möglicherweise nicht immer wichtig ist.

Ein kleinerer Widerstand zieht mehr Strom und erzeugt mehr Verluste, wie Sie selbst vermutet haben.

Ein größerer Widerstand erzeugt bei gleichem Leckstrom einen höheren Fehler. Wenn Ihr Feedback-Pin in der Mitte Ihrer Widerstände 1 μA leckt, wenn der Widerstand, der dieses Leck speist, 1 MOhm beträgt, führt dies zu einem Fehler von 1 V, während ein 10-k-Widerstand zu einem Fehler von 10 mV führt.

Wenn der Leckstrom in der Größenordnung von mehreren nA oder weniger liegt, interessiert Sie der Fehler, den ein 1-MOhm-Widerstand verursacht, möglicherweise nicht besonders. Aber Sie könnten, je nachdem, was genau Sie entwerfen.

Kleinere Widerstände in Rückkopplungssystemen, z. B. bei invertierenden Verstärkern mit Operationsverstärkern, können Fehler im eingehenden Signal verursachen, wenn das eingehende Signal relativ schwach ist.

Es ist alles Checks and Balances, und wenn das an dieser Stelle nicht genug Informationen ist, möchten Sie vielleicht eine direktere Frage dazu stellen, was Sie genau tun. Mit Schaltplänen und so.

Zusätzlich zu den Problemen, die @Asmyldof erwähnt, können bei der Verwendung von hohen Widerständen im Megaohmbereich (und insbesondere bei 10 M und mehr) Umweltverschmutzungen wie Staub, Hautöle, Lötflussmittelrückstände usw. den effektiven Widerstand leicht unvorhersehbar und zeitvariabel verringern Wege.

Berücksichtigen Sie neben anderen Antworten auch thermisches Rauschen . Wenn Ihr Widerstand steigt, steigt auch das Rauschen. Wenn Sie sehr genaue Messungen wünschen, kann dies ein Problem sein.

Es ist überhaupt nicht ungewöhnlich, aus dem von Ihnen genannten Grund hohe Widerstände in Teilern und Rückkopplungsschaltungen zu verwenden, um beispielsweise den Stromverbrauch und die Belastung zu reduzieren, insbesondere für hochohmige Sensoren.

Es sollten jedoch einige Vorkehrungen getroffen werden, um einen vorhersehbaren Betrieb zu gewährleisten. Die Platine sollte vor und nach der Bestückung gut gereinigt werden, um eine Verunreinigung als Parallelwiderstand zu vermeiden. Ein hochwertiger Flussmittelreiniger, gefolgt von einem Isopropylalkoholtupfer, ist dafür gut geeignet.

Wenn die Schaltung in einer unvorhersehbaren Umgebung betrieben werden soll (z. B. wo es zu Feuchtigkeitsansammlungen oder hoher Luftfeuchtigkeit kommen kann), sollte ein gutes konformes Beschichtungsmittel auf die Platine und die Komponenten aufgetragen und gemäß den Anweisungen des Herstellers ausgeheizt werden, um eine Versiegelung herzustellen , hochbeständige Feuchtigkeitsbarriere.

Betrachten wir zunächst die Probleme bei der Verwendung von LOW-Widerstandswerten mit Operationsverstärkern. Das größte Problem ist der begrenzte Ausgangsstrom des Operationsverstärkers. Oft sind 20 mA das Maximum für eine genaue Leistung. 1 Ohm und 1 Volt erfordern jedoch 1 Ampere. Es ist nicht verfügbar. Sie müssen also mit höheren Werten entwerfen.

Ein weiteres Problem bei NIEDRIGEN Werten ist die thermische Verformung, da die Eigenerwärmung große Temperaturänderungen und große Widerstandsänderungen verursacht. Die Verwendung von 1 Ohm und 9 Ohm zum Einstellen der Verstärkung in der Rückkopplungsschleife des Operationsverstärkers führt dazu, dass die 9 Ohm die 9-fache Leistung verbrauchen. Bei einem Eingang von 1 Millivolt kann der Strom von 1 mA eine erkennbare Verzerrung verursachen oder auch nicht. Walt Jung diskutierte dies für Audio-Leistungsverstärker-Rückkopplungsteiler.

Nun zu HOCHWERTIGEN Widerständen: Ein Problem bei höheren Werten tritt mit der Kapazität am -V _IN - Pin des Operationsverstärkers auf. Die Phasenverschiebungen ---- 1 Megaohm und 10 pF haben ein Tau von 10 µS, also eine Phasenverschiebung von 45 Grad bei 16 kHz ---- es führt zu Spitzen, Instabilität und Oszillation. Das Heilmittel besteht darin, winzige Kondensatoren parallel zu den hochwertigen RFeedback-Widerständen zu verwenden ... eine weitere Komponente, die gekauft und installiert werden muss.

Hohe Widerstände machen die Schaltung anfällig für Efield-Störer. Die kapazitiv injizierten Ladungen finden einen Rückweg. Ein 10-Meg-Ohm-Widerstand, der einer 160-Volt-60-Hz-Verdrahtung bei 4 Zoll gegenüberliegt, koppelt in eine 14 mm x 1 mm große Leiterbahn, induziert 1,5 Millivolt von 60 Hz. Bei 1 kOhm ist die Interferenz 10.000-mal kleiner.

Lassen Sie uns auch einen LDO untersuchen, der einen geregelten 2,5-Volt-Ausgang für jede Vunreg über 2,7 Volt mit einem Standby-Strom von < 1 uA gemäß Datenblatt bereitstellt. Was wissen wir über das Ausgangsrauschen dieses LDO?

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wir wissen, dass dieser LDO aufgrund der 12 Millionen Ohm (mal 2) Rückkopplungswiderstände mindestens 60 Mikrovolt RMS Ausgangsrauschen hat. Mindestens 60 uV, da der interne Operationsverstärker ein hohes Rauschen aufweist (bei sehr niedrigen Strömen ist ein hohes Rauschen zu erwarten) und der 1,22-Volt-BandGap hochwertige Widerstände aufweist.

Ich erinnere mich an einen LDO mit 1 uA Iddq, der über 100 Hz ein schlechtes PSRR zeigt. Es stellte sich heraus, dass die Vin-Metallisierung über den 12-Meg-Ohm-Spannungsteilern lag. Jeglicher Müll, der in den LDO kam, wurde direkt in die Servoverstärkerschleife eingespeist. Lernen Sie, diese Probleme zu visualisieren. Der ursprüngliche Designer erklärte: "Die parasitäre Extraktion hat dies nicht als Problem gezeigt." Lernen Sie, diese Probleme zu visualisieren.