Wie wirkt der Kompensationswiderstand im Operationsverstärker?

Integrator, der einen Kompensationswiderstand hat

Die obige Abbildung zeigt einen Integrator mit einem Kompensationswiderstand

Hallo und ich habe eine Frage zum Ausgleichswiderstand, der in obigen Schaltungen mit dem positiven Eingang verbunden ist. Ich kenne den "Kompensationswiderstand", um Eingangsvorspannungsströme mit zwei Eingängen in Op zu kompensieren, und dass dies dazu dient, den Spannungsabfall auf Null zu bringen. Aber ich kann das Prinzip nicht verstehen und warum sollte der Widerstand derselbe sein wie der Widerstand, der in Reihe mit V_in verbunden ist?

Antworten (1)

Die Annahme ist, dass die in oder aus den Eingängen fließenden Bias-Ströme einander ähnlich sind (normalerweise eine sehr gute Annahme bei bipolaren Operationsverstärkern, bei denen die Ströme dazu neigen, relativ hoch zu sein).

Angenommen, 5 uA fließen aus jedem Eingang (typischer Eingangsstrombereich für gute Verstärker für High-End-Audioanwendungen) und der Widerstand R1 beträgt 10 K, dann würden am invertierenden Eingang 50 mV anliegen, vorausgesetzt, der Ausgang ändert sich nicht. Wenn Sie 10 K auf den nicht invertierenden Eingang legen, bedeutet dies, dass er auch bei 50 mV über dem Boden liegt. Wenn die Offset-Spannung Null ist und die Eingangsvorspannungsströme gleich sind, wird der Verstärker vorgespannt.

Die spezielle gezeigte Schaltung ist ein invertierender Integrator, und das Hinzufügen des Widerstands macht keinen großen Unterschied, da die Ausgangsspannung von der Historie des Kondensatorstroms und den Anfangsbedingungen abhängt. Es kann einen großen Unterschied machen, ob die Schaltung ein Verstärker ist oder ob Sie den Kondensator kurzschließen, um die Anfangsbedingung des Integrators festzulegen (aber dann möchten Sie den Widerstand nicht, aus Gründen, die offensichtlich sein sollten, wenn Sie darüber nachdenken - oder genauer gesagt sollte der Widerstand dem Einschaltwiderstand des Schalters entsprechen).

Tatsächlich wird davon ausgegangen, dass die Bias-Ströme die gleiche Polarität haben und erheblich größer als der Offset-Strom sind (was früher eine gute Annahme war). Es wird auch davon ausgegangen, dass der Offset-Strom multipliziert mit dem effektiven Widerstand mit der Offset-Spannung vergleichbar oder größer ist.
Ich kann diese Antwort nicht verstehen. Der nicht-invertierende Eingang ist über R_1 geerdet, es fließt kein Strom in den nicht-invertierenden Eingang, da V_in nur an den invertierenden Eingang angelegt wird.
@KMC Im Allgemeinen fließt für jede angelegte Spannung innerhalb des Betriebsbereichs (und auch außerhalb dieses Bereichs, aber das spielt normalerweise keine Rolle) ein Strom in jeden Eingang oder aus ihm heraus. Wenn Vin = 0 und V+ = 0 ist (und Vos = 0 angenommen wird), dann muss dieser Strom durch den Kondensator zugeführt werden, sodass der Ausgang abhängig von der Polarität des Vorspannungsstroms nach oben oder unten driftet.
@SpehroPefhany meinst du, wenn Vin = 0 und V + = 0 ist, fließt ein Fehlerstrom aus Vout durch den C1 in die Operationsverstärkerschaltung, die schließlich V- gegen Masse erreicht? Dies ist nicht sinnvoll, da der Basisstrom des bipolaren Eingangs nur in einer Richtung in den Kollektor oder Emitter fließt. Wie könnte ein kleiner Strom aus der Basis austreten, es sei denn, der Strom ist groß genug, um den Basiseingang (V +) in Sperrrichtung vorzuspannen?
Mit V+ meine ich den nichtinvertierenden Eingang. Damit der Operationsverstärker die Spannungen an den beiden Eingängen ausgleichen kann, muss der Strom durch den Kondensator fließen. Wenn also der Strom in den Eingang fließt, muss der Ausgang mit einer Rate von ib/C Volt pro Sekunde ansteigen. Z.B. 10 nF und 100 nA wären 10 Volt pro Sekunde, so dass es in ein oder zwei Sekunden gesättigt ist. In einem bipolaren Operationsverstärker ist der Basisstrom der Kollektorstrom geteilt durch das Beta des Eingangstransistors. Es fließt bei NPN-Eingängen ein und bei PNP aus.
Wie wirkt der Kompensationswiderstand im Operationsverstärker?
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