Es gibt Nachteile bei der Auswahl sehr großer Widerstände und sehr kleiner Widerstände. Diese befassen sich normalerweise mit dem nicht idealen Verhalten von Komponenten (dh Operationsverstärkern) oder anderen Designanforderungen wie Strom und Wärme.
Kleine Widerstände bedeuten, dass Sie einen viel höheren Strom benötigen, um die entsprechenden Spannungsabfälle für den Operationsverstärker bereitzustellen. Die meisten Operationsverstärker können 10 mA liefern (genaue Informationen finden Sie im Datenblatt des Operationsverstärkers). Selbst wenn der Operationsverstärker viele Ampere liefern kann, wird in den Widerständen viel Wärme erzeugt, was problematisch sein kann.
Andererseits treten bei großen Widerständen zwei Probleme auf, die mit dem nicht idealen Verhalten der Eingangsanschlüsse des Operationsverstärkers zusammenhängen. Es wird nämlich angenommen, dass ein idealer Operationsverstärker eine unendliche Eingangsimpedanz hat. Die Physik mag keine Unendlichkeiten, und in Wirklichkeit fließt ein endlicher Strom in die Eingangsanschlüsse. Es könnte eine Art großer (wenige Mikroampere) oder kleiner (wenige Picoampere) sein, aber es ist nicht 0. Dies wird als Operationsverstärker- Eingangsvorspannungsstrom bezeichnet .
Das Problem verschärft sich, weil es zwei Eingangsanschlüsse gibt, und nichts zwingt diese dazu, genau den gleichen Eingangsvorspannungsstrom zu haben. Die Differenz wird als Eingangsversatzstrom bezeichnet und ist im Vergleich zum Eingangsvorspannungsstrom typischerweise recht klein. Es wird jedoch bei sehr großen Widerständen problematischer als bei Eingangsvorspannungsströmen (nachstehend erläutert).
Hier ist eine neu gezeichnete Schaltung, die diese beiden Effekte enthält. Es wird angenommen, dass der Operationsverstärker hier "ideal" ist (es gibt andere nicht ideale Verhaltensweisen, die ich hier ignoriere), und diese nicht idealen Verhaltensweisen wurden mit idealen Quellen modelliert.
simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab
Beachten Sie, dass ein zusätzlicher Widerstand R2 vorhanden ist. In Ihrem Fall ist R2 sehr klein (nahe Null), daher ist ein kleiner Widerstand mal ein kleiner Vorstrom I2 eine sehr kleine Spannung an R2.
Beachten Sie jedoch, dass, wenn R1 und R3 sehr groß sind, der in den invertierenden Eingang fließende Strom sehr klein ist, und zwar in derselben Größenordnung wie (oder noch schlimmer, kleiner als) I1. Dies wird den Gewinn, den Ihre Schaltung liefert, verringern (ich überlasse die mathematische Ableitung dem Leser als Übung: D).
Es geht nicht alles verloren, nur weil es einen großen Vorstrom gibt! Schauen Sie, was passiert, wenn Sie R2 gleich R1 || R3 machen (parallele Kombination): Wenn I1 und I2 sehr nahe beieinander liegen (niedriger Eingangsversatzstrom), können Sie den Effekt des Eingangsvorspannungsstroms aufheben! Dies löst jedoch nicht das Problem mit dem Eingangsoffsetstrom, und es gibt noch weitere Probleme mit dem Umgang mit Drift.
Es gibt keine wirklich gute Möglichkeit, dem Eingangsoffsetstrom entgegenzuwirken. Sie könnten einzelne Teile messen, aber Teile driften mit der Zeit. Es ist wahrscheinlich besser, zunächst ein besseres Teil und / oder kleinere Widerstände zu verwenden.
Zusammenfassend: Wählen Sie Werte im mittleren Bereich. Was dies bedeutet, ist etwas vage. Sie müssen tatsächlich damit beginnen, Teile auszuwählen, sich Datenblätter anzusehen und zu entscheiden, was für Sie "gut genug" ist. 10 kOhm sind vielleicht ein guter Ausgangspunkt, aber das ist keineswegs universell. Und es wird wahrscheinlich keinen idealen Wert geben, den man normalerweise auswählen kann. Höchstwahrscheinlich wird es eine Reihe von Werten geben, die alle akzeptable Ergebnisse liefern. Dann müssen Sie auf der Grundlage anderer Parameter entscheiden, welche Werte verwendet werden sollen (wenn Sie beispielsweise bereits einen anderen Wert verwenden, ist dies möglicherweise eine gute Wahl, damit Sie in großen Mengen bestellen und ihn günstiger gestalten können).
