Efeitos colaterais do uso de grandes resistências

Existem problemas que podem ser causados ​​pelo uso de resistores de grandes resistências (na ordem dos megaohms)?

Estou projetando uma rede de feedback que é apenas um divisor de tensão e quero que o feedback drene o mínimo de corrente possível do circuito. A única coisa que importa é a relação entre os resistores. Portanto, minha pergunta é: existe alguma razão para escolhermos, por exemplo, resistores de 1 e 10 Ohms em vez de 1 e 10 MOhms?

Existem muitas desvantagens em valores baixos e altos.

Os valores ideais ficarão entre muito grandes e muito pequenos para a maioria das aplicações.

Um resistor maior do mesmo tipo criará, por exemplo, mais ruído (por si só e através de pequenas correntes de ruído induzidas) do que um menor, embora isso nem sempre seja importante para você.

Um resistor menor drena mais corrente e cria mais perdas, como você se supôs.

Um resistor maior criará um erro maior com a mesma corrente de fuga. Se o seu pino de feedback no meio de seus resistores vazar 1 μA quando o resistor que alimenta esse vazamento for 1 MOhm, isso se traduzirá em um erro de 1V, enquanto um resistor de 10k se traduzirá em um erro de 10mV.

Obviamente, se o vazamento for da ordem de vários nA ou menos, você pode não se importar muito com o erro que um resistor de 1 MOhm cria. Mas você pode, dependendo do que exatamente você está projetando.

Resistores menores em sistemas de feedback, por exemplo, com amplificadores inversores usando amplificadores operacionais, podem causar erros no sinal de entrada se o sinal de entrada for relativamente fraco.

São todos os freios e contrapesos e, se não houver informações suficientes neste momento, convém fazer uma pergunta mais direta sobre o que você está fazendo especificamente. Com esquemas e isso.

Além dos problemas mencionados pelo @Asmyldof, ao usar altas resistências nos megaohms (e especialmente a 10M e mais), a contaminação ambiental como poeira, óleos de pele, resíduos de fluxo de solda etc. pode reduzir facilmente a resistência efetiva em imprevisíveis e variáveis ​​no tempo. maneiras.

Além de outras respostas, considere também o ruído térmico . À medida que sua resistência aumenta, o mesmo acontece com o ruído. Se você deseja medições muito precisas, isso pode ser um problema.

Não é incomum usar altas resistências em divisores e circuitos de feedback pelo motivo mencionado - para reduzir o consumo e a carga de corrente, especialmente para sensores de alta impedância, por exemplo.

Algumas precauções devem ser tomadas para garantir uma operação previsível. A placa deve ser bem limpa antes e após a colocação do componente para evitar que a contaminação apareça como uma resistência paralela. Um limpador de fluxo de boa qualidade seguido de um cotonete de álcool isopropílico é bom para isso.

Se o circuito deve ser operado em um ambiente imprevisível (como onde pode haver acúmulo de umidade ou alta umidade), um bom agente de revestimento conforme deve ser aplicado à placa e aos componentes e cozido conforme as instruções do fabricante para produzir uma vedação selada. , barreira de umidade de alta resistência.

Primeiro vamos considerar os problemas usando valores de resistores LOW, com opamps. O maior problema é a corrente de saída limitada do opamp. Geralmente, 20 mA é o máximo para um desempenho preciso. No entanto, 1 ohm e 1 volt requerem 1 ampère. Não esta dísponivel. Portanto, você deve projetar com valores mais altos.

Outro problema com valores baixos é a distorção térmica, pois o auto-aquecimento causa grandes mudanças de temperatura e grandes mudanças de resistência. O uso de 1 ohms e 9 ohms, para definir o ganho no loop de feedback do opamp, faz com que os 9 ohms dissipem 9X a potência. Em uma entrada de 1 milivolt, a corrente de 1mA pode ou não causar distorção detectável. Walt Jung discutiu isso, para os divisores de feedback do amplificador de potência de áudio.

Agora para resistências de ALTO valor: Um problema com valores mais altos vem com a capacitância no -V _IN pino do opamp. Os desvios de fase ---- 1 megohm e 10 pF têm um Tau de 10 µS, portanto, um desvio de fase de 45 graus a 16 kHz ---- leva a pico, instabilidade e oscilação. A solução é usar capacitores minúsculos em paralelo com os resistores Rfeedback de alto valor ... outro componente para comprar e instalar.

As altas resistências deixam o circuito vulnerável aos interferentes de Efield. As cargas capacitivamente injetadas encontrarão um caminho de retorno. Um resistor de 10Meg Ohm, voltado para a fiação de 160 volts a 60Hz a 4 ", acoplada a um traço de PCB de 14 mm por 1 mm, induz 1,5 milivolts de 60 Hz. No nível de 1 Koh, a interferência é 10.000 vezes menor.

Vamos examinar também um LDO, fornecendo saída regulada de 2,5 volts para qualquer Vunreg acima de 2,7 volts, com corrente de espera <1uA conforme a folha de dados. O que sabemos sobre o ruído de saída desse LDO?

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Sabemos que este LDO possui pelo menos 60 microvolts de ruído de saída RMS, devido aos resistores de feedback de 12Million Ohms (vezes 2). Pelo menos 60uV, porque o opamp interno possui alto ruído (em correntes muito baixas, espera alto ruído) e o BandGap de 1,22 volts possui resistores de alto valor.

Lembro-me de um LDO, com 1uA Iddq, mostrando um PSRR ruim acima de 100Hz. Acontece que a metalização de Vin estava acima dos divisores de tensão de 12Meg Ohm. Qualquer lixo que entra no LDO foi injetado diretamente no circuito do servoamplificador. Aprenda a visualizar esses problemas. O designer original afirmou que "a extração parasitária não mostrou isso como um problema". Aprenda a visualizar esses problemas.