¿Qué es mejor Rf/Rin para un op-amp?

Question

En teoría, para un amplificador operacional en diseño inverso, la ganancia de voltaje es \$ \dfrac {R_{f}}{R_{in}}\$ .

Por ejemplo: para una \$gain=10\$ podemos usar \$R_{f}=100\ \mathrm {k \Omega }\$ y \$R_{in} =10\ \mathrm {k \Omega }\$ . La misma ganancia se puede obtener de \$R_{f}=1\ \mathrm {k \Omega }\$ y \$R_{in}=100\ \mathrm { \Omega }\$ . ¿Cuál es la diferencia y qué valor es el más adecuado?

Una configuración como esta:

Answer 1

Si quieres que tu amplificador funcione mejor en las altas frecuencias usarás resistencias de menor valor para ajustar la ganancia. La capacitancia de fuga alrededor del área de retroalimentación puede ser del orden de 1pF debido a las pistas de circuito y los pads para los componentes y esto tiene un efecto cuando los valores de las resistencias son altos.

Si tu resistencia de retroalimentación fuera de 100k ohm y tu capacitancia de fuga fuera de 1 pF, encontrarías que a una frecuencia de: -

\$ \dfrac {1}{2 \pi RC} = \dfrac {1}{2 \pi\times 100,000 \times 1 \times 10^{-12}} = 1.59MHz\$

La ganancia sería de 3dB por debajo de la ganancia de cc, es decir, si su ganancia de cc es de 10, a 1.59MHz la ganancia sería de 7.07. Si necesitas una respuesta plana hasta 32MHz entonces la mayor resistencia de retroalimentación que puedes usar es de 5k ohm.

Las hojas de datos de los amplificadores ópticos son el mejor lugar para ver lo que recomiendan.

Bajar los valores de la resistencia está bien, pero será Acércate a un punto en el que la resistencia de retroalimentación empieza a cargar los circuitos de salida de tu amplificador y puedes obtener oscilaciones de amplitud y/o distorsión reducidas.

Pero el mayor problema estaría en la resistencia de entrada. Mantener una ganancia de diez con una resistencia de retroalimentación de (digamos) 100 ohmios significa que la resistencia de entrada es de 10 ohmios y esta resistencia de entrada es la impedancia de entrada de su circuito. Esto sería visto por muchos circuitos o señales como "demasiado bajo" y puede causar que las señales de entrada distorsionen o reduzcan su amplitud.

Normalmente no bajarías de 50 ohmios para \$R_{IN}\$ y esto significa que su resistencia de retroalimentación es de 500 ohmios.

Answer 2

Esta es una buena pregunta general y la respuesta general es: depende.

Concretamente, como tienes dos valores de resistencia que encontrar pero sólo una especificación, la ganancia, todo lo que puedes restringir es la relación del valor de la resistencia; necesitas otra restricción para fijar los valores individuales (o un límite en ellos).

La especificación más probable es la resistencia de entrada que, para esta configuración, fija el valor de \$R_{in}\$ (o establece un límite inferior) y luego el valor de \$R_F \$ sigue.