Efectos secundarios del uso de grandes resistencias

Hay muchos inconvenientes tanto en valores bajos como altos.

Los valores ideales estarán entre muy grandes y muy pequeños para la mayoría de las aplicaciones.

Un resistor más grande del mismo tipo, por ejemplo, creará más ruido (por sí mismo y a través de corrientes de ruido inducido pequeñas) que uno más pequeño, aunque eso no siempre sea importante para usted.

Una resistencia más pequeña drenará más corriente y creará más pérdidas, como usted mismo se ha calculado.

Una resistencia más grande creará un error más alto con la misma corriente de fuga. Si su pin de retroalimentación en el medio de sus resistencias tiene una fuga de 1 μA cuando la resistencia que se está alimentando es de 1 MOhm, se traducirá en un error de 1V, mientras que una resistencia de 10k se traducirá en un error de 10mV.

Por supuesto, si la fuga es del orden de varios nA o menos, es posible que no le importe mucho el error que crea una resistencia de 1 MOhm. Pero puedes, dependiendo de lo que estés diseñando exactamente.

Resistencias más pequeñas en sistemas de retroalimentación, por ejemplo, con los amplificadores de inversión que utilizan amplificadores operacionales, puede causar errores en la señal entrante si la señal entrante es relativamente débil.

Son todos los controles y saldos, y si no es suficiente información en este momento, es posible que desee hacer una pregunta más directa sobre lo que está haciendo específicamente. Con esquemas y eso.

Además de los problemas que menciona @Asmyldof, cuando se usan altas resistencias en los megaohms (y especialmente a 10 M y más), la contaminación ambiental como polvo, aceites para la piel, residuos de fundente de soldadura, etc. puede reducir fácilmente la resistencia efectiva en forma impredecible y formas variables en el tiempo.

Además de otras respuestas, también considere ruido térmico . A medida que su resistencia aumenta, también lo hace el ruido. Si desea mediciones muy precisas, esto puede ser un problema.

No es raro en absoluto usar altas resistencias en los divisores y circuitos de retroalimentación por la razón que menciona, para reducir el consumo de corriente y la carga, especialmente para sensores de alta impedancia, por ejemplo.

Sin embargo, deben tomarse algunas precauciones para garantizar un funcionamiento predecible. La placa debe limpiarse bien antes y después de la colocación de los componentes para evitar que la contaminación aparezca como una resistencia paralela. Un limpiador de flujo de buena calidad seguido de un hisopo de alcohol isopropílico es bueno para esto.

Si el circuito se va a operar en un entorno impredecible (como donde puede haber acumulación de humedad o humedad alta), se debe aplicar un buen agente de recubrimiento conforme a la placa y los componentes, y hornear según las instrucciones del fabricante para Producir una barrera de humedad sellada y de alta resistencia.

Primero veamos los problemas usando valores de resistencia BAJOS, con opamps. El mayor problema es la corriente de salida limitada del opamp. A menudo, 20 mA es el máximo para un rendimiento preciso. Sin embargo, 1 ohm y 1 voltio requieren 1 amperio. No está disponible. Por eso debes diseñar con valores más altos.

Otro problema con los valores BAJOS es la distorsión térmica, ya que el autocalentamiento provoca grandes cambios de temperatura y grandes cambios de resistencia. El uso de 1 ohmios y 9 ohmios, para establecer la ganancia en el bucle de realimentación de opamp, hace que los 9 ohmios disipen 9 veces la potencia. Con una entrada de 1 milivoltio, la corriente de 1 mA puede o no causar distorsión detectable. Walt Jung discutió esto, para los divisores de retroalimentación del amplificador de potencia de audio.

Ahora para resistencias de alto valor: Un problema con valores más altos viene con la capacitancia en el pin -V _IN del opamp. Los cambios de fase ---- 1 megohm y 10 pF tienen un Tau de 10 µS, por lo tanto, un cambio de fase de 45 grados a 16 kHz— conduce a picos, inestabilidad y oscilación. La solución es utilizar pequeños condensadores en paralelo con las resistencias de retroalimentación de alto valor ... otro componente para comprar e instalar.

Las altas resistencias dejan el circuito vulnerable a las interferencias Efield. Las cargas inyectadas capacitivamente encontrarán una ruta de retorno. Una resistencia de 10Meg Ohm, que se enfrenta a un cableado de 60 voltios a 60 Hz a 4 ", que se acopla a una traza de PCB de 14 mm por 1 mm, induce 1,5 milivoltios de 60 Hz. En el nivel de 1 Kohm, la interferencia es 10,000X menor.

También permite examinar un LDO, que proporciona una salida regulada de 2.5 voltios para cualquier Vunreg de más de 2.7 voltios, con corriente de espera < 1uA por la hoja de datos. ¿Qué sabemos sobre el ruido de salida de ese LDO?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Sabemos que este LDO tiene al menos 60 microvoltios de ruido de salida RMS, debido a las resistencias de realimentación de 12Million Ohms (tiempos 2). Al menos 60uV, debido a que el opamp interno tiene un ruido alto (a corrientes muy bajas, se espera un ruido alto) y el BandGap de 1.22 voltios tiene resistencias de alto valor.

Recuerdo un LDO, con 1uA Iddq, que muestra un PSRR pobre por encima de 100Hz. Resulta que la metalización de Vin estaba por encima de los divisores de voltaje de 12Meg Ohm. Cualquier basura que entraba en el LDO se inyectaba directamente en el bucle del servoamplificador. Aprende a visualizar estos problemas. El diseñador original declaró que "la extracción de parásitos no mostró esto como un problema". Aprende a visualizar estos problemas.