電壓跟隨器


http://blog.sina.com.cn/s/blog_4d144f6d0100clem.html

電壓跟隨器的顯著特點就是,輸入阻抗高,而輸出阻抗低,
一般來說,輸入阻抗要達到幾兆歐姆是很容易做到的。
輸出阻抗低,通常可以到幾歐姆,甚至更低。

在電路中,電壓跟隨器一般做緩沖級及隔離級。
因為,電壓放大器的輸出阻抗一般比較高,通常在幾千歐到幾十千歐,
如果后級的輸入阻抗比較小,那么信號就會有相當的部分損耗在前級的輸出電阻中。

在這個時候,就需要電壓跟隨器來從中進行緩沖。起到承上啟下的作用。

應用電壓跟隨器的另外一個好處就是,提高了輸入阻抗,這樣,
輸入電容的容量可以大幅度減小,為應用高品質的電容提供了前提保證。

電壓跟隨器的另外一個作用就是隔離,在HI-FI電路中,關於負反饋的爭議已經很久了,
其實,如果真的沒有負反饋的作用,相信絕大多數的放大電路是不能很好的工作的。
但是由於引入了大環路負反饋電路,揚聲器的反電動勢就會通過反饋電路,與輸入信號疊加。
造成音質模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末級采用了無大環路負反饋的電路,
試圖通過斷開負反饋回路來消除大環路負反饋的帶來的弊端。

但是,由於放大器的末級的工作電流變化很大,其失真度很難保證.

電壓跟隨器是用一個三極管構成的共集電路,它的電壓增益是一,所以叫做電壓跟隨器。
那么電壓跟隨有什么作用呢?共集電路是輸入高阻抗,輸出低阻抗,
這就使得它在電路中可以起到阻抗匹配的作用,能夠使得后一級的放大電路更好的工作。

你可以極端一點去理解,當輸入阻抗很高時,就相當於對前級電路開路,
當輸出阻抗很低時,對后級電路就相當於一個恆壓源,即輸出電壓不受后級電路阻抗影響。

一個對前級電路相當於開路,輸出電壓又不受后級阻抗影響的電路當然具備隔離作用,
即使前、后級電路之間互不影響。所以,電壓跟隨器常用作中間級,以“隔離”前后級之間的影響,
此時也稱之為緩沖級。基本原理還是利用它的輸入阻抗高和輸出阻抗低之特點,在電路中起阻抗匹配的作用。

電壓跟隨器是共集電極電路,信號從基極輸入,射極輸出,故又稱射極輸出器。
基極電壓與集電極電壓相位相同,即輸入電壓與輸出電壓同相。
這一電路的主要特點是:高輸入電阻、低輸出電阻、電壓增益近似為1,所以叫做電壓跟隨器。

那么電壓跟隨有什么作用呢?概括地講,電壓跟隨器起緩沖、隔離、提高帶載能力的作用。
共集電路的輸入高阻抗,輸出低阻抗的特性,使得它在電路中可以起到阻抗匹配的作用,
能夠使得后一級的放大電路更好的工作。

特點:輸入阻抗高(兆歐),輸出阻抗低(歐姆)。

功能:在電路中,電壓跟隨器一般做緩沖級及隔離級。

(1)使用該運放可以降低前一級電路和后一級電路的內阻消耗。

(2)可以降低前后信號的干擾。

只要運放沒有大的缺陷;輸出/反向短接的做法;一般是非常穩定的。出於對管腳保護;建議在兩個輸入口串10kohm的電阻。

做個總結,在反饋環路上增加 Rf = 10kohm ,實際上 Rf 和 運放 反相端輸入電容 反饋電路
β = Zc / (Zc + Rf) ,進一步增加了環路相移。

這種方法無論使用 多大電阻 都不可能得到 穩定工作 的電路, 無益於 電路穩定。

opa657不能工作在跟隨器組成的單位增益電路中。但是可以通過反饋的補償獲得單位增益穩定。

對於同向放大倍數小於7的應用,考慮使用單位增益穩定的 JFET 輸入運放 OPA656

因為+7小於
opa657最小的推薦增益。

典型的運算放大器允許出書擺幅在電源軌的 2V 以內,
使得+/-15V的電源, 
可以支持 -13V 到 +13V 的輸出

http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhca054/zhca054.pdf

運算放大器的單電源供電 - 德州儀器

http://www.core.org.cn/NR/rdonlyres/768BB795-63FB-41DF-9DF2-402A1E1C76B7/0/22_op_amps1.pdf

基本的同相放大器結構。負反饋被保留且輸入信號被接到同相端

這個結構的電壓增益為 1,輸出電壓跟隨着輸入電壓。那么這個運算放大器電路的功能是什么呢?
我們來看看該電路的輸入和輸出的電阻。正如我們已討論過,運算放大器的輸入電阻非
常大。實際上,在理想模型中,我們所取的電阻值為無窮大。從信號 看去負載阻抗非常
大,因此可以忽略信號源的內阻。 同樣,由於運算放大器的輸出阻抗是非常小(理想的為零),
因此可以忽略接在輸出端的負載。實際上這是一種阻抗變換裝置。

如果我們把信號源和負載通過一個緩沖放大器與負載相連,由於放大器的輸入阻抗是非常大的
(沒有電流流向接線端),同相端的電壓 Vp 將等於 Vin 。

此外,由於運算放大器的輸出電阻為零,經過負載電阻的電壓 VL = Vo = Vin。
由於它經過了運算放大電路“緩沖”,因此電路對對信號源及其內阻就沒有任何要求了。

 

 


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