Operačné zosilňovače sa často používajú v prevedení sledovača napätia. Toto však nie je najlepšie riešenie z hľadiska potenciálneho rizika a kapacitného zaťaženia oscilácií. Tieto zaťaženia majú obrovský vplyv na operačný zosilňovač aplikácie založené na stabilite. Na stabilizáciu normálneho operačného zosilňovača existuje množstvo kompenzačných techník. Táto aplikácia teda popíše tie najčastejšie, ktoré sa používajú vo väčšine prípadov. Tento článok pojednáva o prehľade sledovača napätia.
Čo je sledovač napätia?
Sledovač napätia možno definovať tak, že keď výstup obvodu operačného zosilňovača nasleduje priamo za vstupom operačného zosilňovača. Vstupné aj výstupné napätie sú teda rovnaké. Tento obvod neposkytuje žiadne zosilnenie. Vo výsledku je napäťový zisk ekvivalentný k 1. Je tiež známy ako jednotkový zisk, vyrovnávacia pamäť a izolačný zosilňovač . Tento obvod má vysokú vstupnú impedanciu, takže sa používa v rôznych obvodoch. Sledovač napätia používa vstupný signál na efektívne izolovanie výstupu. Základný diagram je uvedený nižšie.
Obvod sledovača napätia
Aký je účel sledovača napätia?
Hlavným účelom sledovača napätia je poskytnúť rovnaké vstupné napätie ako výstupné napätie. Inými slovami, má zosilnenie prúdu, ale žiadne zosilnenie napätia.
Pre lepšie pochopenie tohto konceptu postupujte nasledovne obvod sledovača napätia je vysvetlené nižšie. Zvážte obvod uvedený nižšie vrátane zdroja energie a menšej impedančnej záťaže. Tento obvod odoberá obrovské množstvo prúdu cez pripojenú záťaž kvôli záťaži s nízkym odporom. Obvod teda využíva obrovské množstvo energie zo zdroja energie a spôsobuje veľké problémy v rámci zdroja energie.
Potom môžeme uveriť, že poskytujeme rovnakú energiu sledovaču napätia. Pretože je vstupná impedancia tohto obvodu vysoká a z vyššie uvedeného obvodu bude odoberané menšie množstvo prúdu. Tento výstup obvodu je rovnaký ako jeho vstup z dôvodu nedostatku spätnoväzbových rezistorov.
Sledovač napätia v obvodoch rozdeľovača napätia
Napätie v každom obvode je možné zdieľať s odporom, inak s impedanciou príbuzných komponentov v obvode. Raz operačný zosilňovač je pripojený, potom hlavný prvok napätia cez neho spadne kvôli veľkej impedancii. Výsledkom je, že ak v obvode obvodu deliča napätia využijeme napäťový sledovač, umožní to dostatočné napätie pri danom zaťažení.
Poďme diskutovať o obvode deliča napätia, ako je to znázornené v nasledujúcom obvode.
Sledovač napätia v rozdeľovači napätia
V nasledujúcom obvode je rozdeľovač napätia umiestnený v strede dvoch rezistorov a operačného zosilňovača. Rezistory použité v obvode sú 10 KΩ-2. Vstupný odpor poskytovaný operačným zosilňovačom bude 100 megaohmov. Rovnaký paralelný odpor môže byť teda 10 KΩ || 100 KΩ. Takže ekvivalentný paralelný odpor možno vypočítať ako
= 10 X 100/10 + 100 = približne 10 kiloohmov.
V obvode rozdeľovača napätia obsahuje dva rovnaké odpory, ktoré poskytnú polovicu napätia v rámci zdroja energie. Môže byť poskytnuté pomocou nasledujúceho vzorca deliča napätia,
Vout = Vin X R2 / R1 + R2
10X10 / 10 + 10 = 5Voltov
Preto vyššie uvedené napätie poklesne cez odpor 10 KΩ v hornej časti, ako aj pokles napätia cez 10 KΩ odpor v dolnej časti a odpor 100 Ω záťaže. Vieme teda, že operačný zosilňovač funguje ako vyrovnávacia pamäť na získanie požadovaného napätia zo záťaže. Vyššie uvedený obvod s vylúčením sledovača napätia nebude fungovať správne z dôvodu nedostatku napájania cez záťaž.
Väčšinou sa to dá realizovať hlavne z dvoch dôvodov, ako je izolácia a ukladanie údajov o výstupnom napätí z obvodu na získanie preferovaného napätia smerom k pripojenej záťaži.
Stabilita sledovača napätia
Spravidla sa používajú na generovanie výstupného signálu, ktorý je ekvivalentný so vstupným signálom. Vážny problém však môže nastať v okruhu, a to stabilita
Kmitanie v zosilňovači negatívnej spätnej väzby je možné pripojiť k fázovému posunu, aby sa zmenila spätná väzba z negatívnej na pozitívnu.
Vo väčšine prípadov je možné osciláciu zastaviť, aby sa vybral operačný zosilňovač ako stabilný so ziskom jednoty. Interne sú tieto operačné zosilňovače kompenzované tak, aby poskytovali frekvenčnú odozvu pre stabilnú prevádzku, kedykoľvek je zariadenie použité v konfigurácii sledovača napätia.
Výhody
The výhody sledovača napätia zahrňte nasledujúce.
- Poskytuje zisk sily aj prúdu
- Výstup používa menšia výstupná impedancia obvodu
- Tento operačný zosilňovač využíva nulový prúd z i / p.
- Vyhýba sa účinkom načítania.
- Nezosilňuje alebo neznižuje amplitúdu vstupného signálu
- Vysokofrekvenčný šum nie je možné odfiltrovať.
- Má menšiu výstupnú impedanciu
- Má vysokú vstupnú impedanciu
- Zisk prenosu jednotkou
Aplikácie
The aplikácie sledovača napätia zahrňte nasledujúce.
- Používajú sa v S & H obvody
- Nárazníky používané v logických obvodoch.
- Používa sa v aktívnom filtri
- Používa sa cez prevodník v mostíkových obvodoch.
Toto je teda všetko o prehľad vyrovnávacieho zosilňovača alebo sledovač napätia. Jedná sa o neinvertujúci a unity gain buffer, ktorý používa jediný operačný zosilňovač. Majú dve charakteristiky, ako je vstupná impedancia vysoká a výstupná impedancia nízka. Posilňujú signál tým, že umožňujú zdroje s vysokou impedanciou a riadia menšiu impedanciu. Používa sa operačný zosilňovač, ktorého konštrukcia by mala byť špecifikovaná ako stabilná jednotka zisku. Použitím externých tranzistorov je možné v jeho prevedení vytvoriť budič zosilnenia jednoty s vysokým prúdom. Tu je otázka, aké sú nevýhody sledovača napätia?
