この電流検出回路で入力抵抗を使用する理由は何ですか？

ではリニアテクノロジーAN 105電流検出の一つは、以下の回路を見つけることができます。

反転入力の200オームの抵抗の目的は何だろうと思っています。効果がないようです。

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次の段落では、前述の抵抗器が欠けている実質的に同一の回路が示されていることに注意してください。

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副次的な問題として、 200オームの入力インピーダンス抵抗を大幅に大きくする、たとえば10kにサイズを下げることのマイナス面はありますか？（ゲインを一定に保ちます。）目的は、オペアンプがBJTを駆動するために電源から引き出す電流を減らすことです。

編集1：Q1の必要性

コメントでは、出力トランジスタQ1が必要かどうかが質問されました。私の解釈に関する以下のコメントを参照してください。

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編集2：ジョンソンノイズ

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Photonのエンベロープ計算の裏には、出力の0.1％（出力範囲の）ノイズが許容される場合、入力抵抗のジョンソンノイズが大きな値でも問題になりそうにないことが示唆されています：

V r m s = 10 \times \sqrt{R} \sqrt{△ f} \times 10^{- 9} ボルトで

$Vrms = 10\times \sqrt{R}\sqrt{\Delta f} \times 10^{-9}\text{in Volt}$

R = （ \frac{V r m s}{1.3 \times \sqrt{△ f}} \times 10^{9} ）^{2} = 211 G Ω

$R = (\frac{Vrms}{1.3\times\sqrt{\Delta f}}\times 10^9 )^2 = 211 G\Omega$

current-measurement

— マックス
ソース

44Vの供給電圧までの電流測定デバイスとして動作する場合、200R抵抗器なしで「同じ」回路が示されることを考えると、これは奇妙な追加です。たぶん、あなたは2つを並べて表示するので、人々はそれがバイアス電流と関係があると仮定しません。

— アンディ別名

@Andyaka提案をありがとう。これは確かに事を明確にします。

— マックス

はい、200オームを10kに上げることにはマイナス面があります-ゲインを追加したため、回路はほぼ確実に発振します。現在、BJTのコレクタ抵抗は、オペアンプ出力を10：1で減衰させることを意味します-これは幸せな安定性を意味します。コレクタ抵抗が2kΩを超えると、Q1のゲインが1を超え、+ Vinへのフィードバック（コレクタの反転による負のフィードバック）によりLT1637が不安定になる寸前になる可能性があります-2k以下ですが、R2大きい（たとえば）20kで、R1に2kを使用します。結論-私はそれを使ったことがないので、少し確信が持てません。

— アンディ別名

V_{o あなたは t} = 私_{l o a d} \times \frac{R_{s} \times R_{2}}{R_{1}}

$V_{out}=I_{load}\times\frac{R_s\times R_2}{R_1}$

@Kazトランジスタの必要性についてのあなたの質問には困惑していました。なぜ必要なのかはわかっていると思いますが、トランジスタでは、R2を駆動する電流がR1を介して供給されるため、アンプ入力の電圧が低下します。-外部トランジスタを使用しなかった場合、R2を駆動する電流はQ25を介してオペアンプ電源から供給されます。どう思いますか？

— マックス

反転入力の200Ω抵抗は、入力電流のない理想的なオペアンプには影響しません。

しかし、実際のオペアンプには（非常に小さな）バイアス電流が必要であり、非反転入力から反転入力に流れるオフセット電流もあります。

オフセット電流のため、オペアンプの2つの入力に等しいインピーダンスを供給することは、高精度回路でのベストプラクティスです。

5 V電源のLT1637の場合、オフセット電流は15 nAに達する可能性があります。入力インピーダンスのバランスが取れていない場合、15 uAの電流測定のエラーに対応して、最大3 uVのエラーが発生する可能性があります。

200オームの抵抗を10kなどのサイズにすることにはマイナス面はありますか？

その抵抗値の小さな変化（たとえば、211オームなど）に実際の問題はありませんが、利点もありません。

R1抵抗を10 kOhmsに増やすと、抵抗器によって生成されるジョンソンノイズが心配になります。しかし、私は効果を注意深く見ていないので、もちろん、許容できる最大ノイズはシステムレベルの要件によって異なります。

— フォトン
ソース

ありがとうございました。オフセット電流の問題は、私が知らなかったものです。Andy akaが指摘したように、この回路の直後に提示された回路には2番目の入力抵抗がないため、私はまだ多少混乱しています。-それは単に見落としかもしれませんが。

— マックス

オフセット電流は、2つのバイアス電流の単なる差として見ることもできます。2番目の回路は、数uAのエラーが重要でない場合にのみ設計されていると思います...

— 光子

私はそれが入力電流バランスだとは確信していませんが、私はそれを他のものとして見るのに苦労しています-それを使用しない同じリンク上にほぼ同一の回路があり、3Vから44Vの供給電圧範囲を主張します。アプリノートではなくデバイスのデータシートを見る場合も同じです。

— アンディ別名

@Andyaka、最初の回路が負荷と同じ電源でオペアンプを実行していることに注目してください。2番目の回路は、オペアンプの「オーバーザトップ」入力機能をアドバタイズすることです。この場合、同じ精度を実現するように設計されていない可能性があります。

— 光子

@ThePhotonあなたの言うことは聞きますが、指を置くことができないという私を悩ませているものがあります!!!

— アンディ別名