電壓跟隨器


電壓跟隨器 

  LM358是雙運算放大器。內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器,適合於電源電壓范圍很寬的單電源使用,也適用於雙電源工作模式,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。

  1/2 LM358則是用了LM358中的一個運算放大器。

  在仔細分析Voltage Follower前先補充一下要用到的電路知識。

一個重要電路模型——倒向比例器

在實際應用中經常把非倒向端與公共端連接起來(接地),而只在倒向端加輸入電壓

設輸入電壓用一個電壓為ui的電壓源表示,對節點圈1、圈2列出結點電壓方程,有

(1/R1+1/Ri+1/R2)un1-(1/R2)un2=ui/R1

(解釋:上式的一般形式是G11un1+G12un2=iS11

G11=1/R1+1/Ri+1/R2,G11為結點圈1的自導,自導總是正的,它等於聯結於各結點支路電導之和;G12=-1/R2,G12是圈1、圈2這對結點間的互導。互導總是負的,它們等於連接於兩結點間支路電導的負值。is11=ui/R1,is11表示結點圈1的注入電流。注入電流等於流向結點的電流源的代數和,流入結點者前面面取“+”號,流出結點者前面取“-”號。注入電流源還應包括電壓源和電阻串聯組合經等效變換形成的電流源。IS=GUS,這里US=ui,G=1/R1,故IS=ui/R1,iS11=IS=ui/R1。)

-(1/R2)un1+(1/Ro+1/R2)un2=-Au-/Ro

由於un1=u-,un2=uo,改寫上列方程,得

***

***

聯立求解上列方程,求得

 

所以uo/ui=***

從上式可見,由於A很大,Ro很小,Ri很大,再選擇適當的R1和R2,則有

uo/ui≈-R2/R1

上式的負號就是倒向比例器倒向的體現

 

  如果把上圖中的運放當作理想運放,由於A=oo,Ri=oo,R0=0,從uo/ui=***可直接求得

uo/ui=-R2/R1

含有理想運算放大器的電路的分析

  按有關理想運放的性質,可以得到以下兩條規則:

  (1)倒向端和非倒向端的輸入電流均為零[可稱之為“虛斷(路)”];

  (2)對於公共端(地),倒向輸入端的電壓與非倒向輸入端的電壓相等[可稱之為“虛短(路)”]。

 

分析由LM358組成的Voltage Follower

 

  圖中運放為理想運放,根據相關性質容易得出uo=ui,同時有ii=0。

  此電路的輸出電壓完全“重復”輸入電壓,故稱為電壓跟隨器。由於Ri為無限大,所以它又起“隔離作用”。


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