¿Qué importancia tiene la estabilidad de la temperatura para las resistencias de ajuste de ganancia?

Cuando se usan dos resistencias para establecer una ganancia de un opamp, ¿debo preocuparme por su estabilidad de temperatura, siempre que las resistencias sean de la misma serie, del mismo fabricante? Digamos que mi circuito operará en un rango de temperatura de 85 grados C y la ganancia del amplificador es 100.

Respuestas (2)

Como dijo Andy, lea atentamente las hojas de datos y comprenda cómo se especifica el TCR.

Como muchas especificaciones, es una especie de mentira. Un TCR de, digamos, +/-5ppm/°C es una pendiente y usted podría esperar que si se garantiza que la pendiente de la curva de Resistencia-Temperatura tenga una magnitud de menos de 5ppm/°C, la pendiente de esa curva sería garantizar que no exceda esa magnitud. Eso no es del todo cierto. Lo que significa la especificación es que el TCR promedio más grande en uno o más intervalos es menor que el límite. La mayoría de las resistencias de precisión tienen curvas TCR parabólicas o en forma de S, no lineales, por lo que puede haber diferencias significativas. Es importante conocer los intervalos que están utilizando y cómo se ajustan a sus requisitos.

Por lo general, las partes que se fabrican de manera similar tendrán TCR similares, pero no es una buena ingeniería depender de eso, aunque no está de más tenerlo en cuenta para hacer que las cosas sean típicamente mejores de lo que deben ser (Philip Crosby podría no estar de acuerdo si fuera vivo, pero si es gratis, o casi gratis, puede valer la pena hacerlo).

Si necesita una coincidencia muy cercana, pero tal vez no le importe tanto la resistencia total, puede comprar matrices. Tenga cuidado al utilizar motores de búsqueda paramétricos; por ejemplo, Digikey probablemente haría que ignorara la excelente pieza LTC5400 , que tiene una tolerancia horrible de 7,5 % o 15 % y una resistencia total mediocre TCR de +/-25 ppm/°C, pero la coincidencia es bastante buena (+/-0,01 %) y el TCR de la relación es de +/-1 ppm/°C como máximo. Otros fabricantes, como Vishay, tienen redes con un rendimiento excelente.

Como paso final, si no puede obtener el rendimiento necesario incluso con las resistencias más finas que puede pagar, puede caracterizar la deriva y corregirla (como tuve que hacer recientemente para un sistema de medición de temperatura micro-Kelvin) .

Una estimación menos pesimista de los errores es Error total = mi r r o r i 2 , pero asume una distribución gaussiana, y es una probabilidad, no una garantía, por lo que creo que la mayoría de los ingenieros prefieren usar los valores del peor de los casos donde las resistencias se encuentran en los extremos de sus valores garantizados (quizás los mejores fueron seleccionados de entre ¡la distribución!).

Puede encontrar que algunas configuraciones de circuitos son mejores que otras que realizan la misma función, por lo que un análisis de sensibilidad puede ser útil para evaluar su presupuesto de errores.

También es útil colocar las resistencias de tal manera que no vean los gradientes de temperatura y realicen un seguimiento de la temperatura. Ver "diseño de centroide común". A veces, incluso extraemos bits de la PCB para aislar térmicamente los bits sensibles de la PCB, dejando solo pequeñas tiras de conexión.

No puede suponer que la deriva de temperatura de dos resistencias una al lado de la otra en un carrete es similar a menos que la hoja de datos u otros documentos lo indiquen explícitamente.

Lea la hoja de datos es mi consejo. Puede comprar resistencias como un par cuya estabilidad de temperatura ratiométrica pretende ser muy pequeña, es decir, si una se eleva un poco, la otra también lo hará, lo que garantiza que la ganancia sea estable con respecto a la temperatura.

¿Algún consejo sobre cómo encuentro tales resistencias maquinadas en digikey (qué palabras clave/categorías usar)? ¿O es material específico de un proveedor de alto volumen?
Cuando es realmente importante, no use un amplificador operacional. Elija algo como un amplificador de instrumentación, con una resistencia para establecer la ganancia, y todas las resistencias internas se pueden considerar de precisión.
Suena como un gran experimento. Obtenga un lote de resistencias típicas y ejecútelas de -40 a +85C. Me gustaría ver el resultado.
@miceuz Maxim fabrica un divisor de resistencia de precisión sot-23 llamado MAX5491 ( google.co.uk/… ). Tiene una deriva de 2ppm/degC en relación de resistencia y relaciones de resistencia de 1:1 a 30:1. Consulte la página 4 de la hoja de datos para las aplicaciones opamp. Estoy seguro de que hay otros.