之以是称为电压跟随器,是由于输出电压直接跟随输入电压,即输出电压与输入电压相同。因此,例如,如果 10V 作为输入进入运算放大器,则 10V 作为输出输出。电压跟随器充当缓冲器,不对旗子暗记供应放大或衰减,详细的如下图所示:
电压跟随器事理图
根据欧姆定律(如下图公式):
欧姆定律公式
因此可以说,当电阻增加时,从电源汲取的电流会减少。因此,我们得出结论,如果电流馈入高阻抗负载,则功率不受影响。
为了理解电压跟随器的事理,可以通过以下示例。
首先,考虑一个低阻抗负载的电路,电源正在为其供电,如下图所示。在这里,由于欧姆定律所阐明的低电阻负载,负载会花费大量电流。因此,从电源获取大量电力。这导致电源中的高滋扰。
低阻抗负载电路
接下来,考虑给予电压跟随器相同的功率。由于其非常高的输入阻抗,该电路仅花费非常少量的电流。由于短缺反馈电阻,电路的输出将与输入相同。
电压跟随器事理图
三、电压跟随器打算方法在电路中,电压被共享或分配给连接组件的阻抗或电阻。当连接运算放大器时,由于高阻抗,大部分电压会低落。因此,在分压器电路中利用电压跟随器,将为负载供应足够的电压。下图为一个带有电压跟随器的分压器电路。
电压跟随器的分压器电路
分压器位于两个 10 KΩ 电阻和运算放大器的中间。该运算放大器将供应数百 MΩ的输入电阻。现在,我们可以假设它为 100 MΩ,以是等效并联电阻为 10 KΩ || 100KΩ 。
等效并联电阻
以是,我们得到 10KΩ || 10KΩ。两个相似电阻组成的分压器将供应电源电压的一半,可以利用分压器公式来证明它,如下所示:
分压器公式
因此,这个 5V 将在顶部的 10KΩ 电阻高下降,在底部的 10KΩ 电阻和 100Ω 负载电阻高下降 5V(由于 10 KΩ||100 Ω,相同的电压将在并联的电阻器中低落)。
由此,我们看到了运算放大器如何充当缓冲器,为连接的负载供应所需的电压。在没有电压跟随器的同一电路中,电路将无法事情。这是由于负载两端的电压不敷。
紧张在电路中实现电压跟随器有两个缘故原由。一个是隔离目的,另一个是缓冲来自电气或电子电路的输出电压,以得到连接负载的所需电压。
四、电压跟随器有什么浸染?有人可能会问,电压跟随器的目的是什么?既然它输出与输入相同的旗子暗记,那么它在电路中的用场是什么?
运算放大器电路是具有非常高输入阻抗的电路,这种高输入阻抗是利用电压跟随器的缘故原由。
下面将总结一下电压跟随器的浸染。
1、电压跟随器花费很少的电流
当电路具有非常高的输入阻抗时,从电路中汲取的电流非常少。根据欧姆定律,电流 I=V/R。因此,电阻越大,从电源汲取的电流就越少。
因此,当电流馈入高阻抗负载时,电路的功率不会受到影响。
看下面的两个电路图。
下面的电路是电源为低阻抗负载供电的电路。
电源为低阻抗负载供电的电路
在上面的这个电路中,负载须要并花费大量电流,由于负载是低阻抗的。根据欧姆定律,电流 I=V/R。如果负载的电阻非常低,它会花费大量电流。这导致从电源汲取大量电力,并因此导致高滋扰和利用为负载供电的电源。
现在让我们看看下面的电路,连接到运算放大器电压跟随器:
电压跟随器
上面的这个电路现在从上面的电源中汲取的电流非常少。由于运算放大用具有如此高的阻抗,以是它花费的电流非常少。而且由于没有反馈电阻的运算放大器供应相同的输出,因此电路输出的旗子暗记与馈入的旗子暗记相同。
这也是利用电压跟随器的缘故原由之一,电压跟随器花费的电流非常少,不会滋扰原始电路,并供应与输出相同的电压旗子暗记。
电压跟随器充当隔离缓冲器,隔离电路,使电路的电源受到的滋扰非常小。
2、电压跟随器在分压器电路中很主要
每个电路中的电压都可以与干系组件电路内的电阻阻抗共享。一旦连接了运算放大器,由于巨大的阻抗,主电压元件将落在它上面。因此,如果我们在分压器电路中利用电压跟随器,则许可在给定负载上施加足够的电压。
如果电压跟随器是放大器而不放大,那么它的用场是什么?
2.1 电压跟随器
电压跟随器(下图)有助于将电压电平从一个电路切换和坚持到另一个电路。它保留电压源的旗子暗记。这便是为什么它有时被称为缓冲或分离放大器。
电压跟随器的增益为 1,因此输出电压(理论上)即是输入电压
2.2 电压跟随器
运算放大用具有非常高的输入阻抗,这意味着输入不会吸入大量电流(空想情形下,没有)。运算放大器的输出阻抗也非常低,在分压器中,这是有益的一种运用。阻抗负载 (Ro) 可能在分压器中变革很大(如下图所示)。由于欧姆定律 (V=IR),如果 Ro 变革,它将影响 VOUT。
下图可以利用分压器电路从一个逻辑电平(例如 5V)切换到另一个逻辑电平。
分压器,但随着 Ro 的变革,VOUT 因欧姆定律而变革
如果上图中的 Ro 不同,那么如果你无法通过在分压器的 VOUT 和 Ro 之间添加一个高阻抗电压跟随器来分离分压器的 VOUT,则 VOUT 也会有类似的不同,
2.3 电压跟随器
如下图所示,负载阻抗 (Ro) 是隔离的通过向分压器电路添加电压跟随器,使 VOUT 取决于 R1 和 R2(见下图),而不是 Ro。
当分压器电路添加到电压跟随器(缓冲放大器)时,可以实现更清晰的转换(下图)。为了实行相同的缓冲转换,实现逻辑电平转换或转换的另一种方法是利用称为电平转换器的 IC。高运算放大器阻抗许可电压跟随器电路避免负载 (Ro) 影响输出电压。
利用电压跟随器(单位增益放大器)使 VOUT 保持稳定的分压器
电压跟随器或电压缓冲器供应了一种在不影响电流的情形下将电压源旗子暗记从一个阻抗电平移动到另一个阻抗电平的方法,无论是否利用分压器电路。
电压跟随器也用于其他电路以平衡阻抗。
2.4 分压中的电压跟随器
分压器安装在以下电路中的两个电阻和运算放大器的中间(如下图)。
10 K Ω -2 是电路中利用的电阻。100 MΩ 将是运算放大器给出的输入电阻。以是并联电阻可以与 10 K Ω|| 成正比 100 K Ω。因此可以将相等的并联电阻量化为:
= 10 X 100/ 10 + 100 => 大约 10 KΩ
在分压器电路中包含两个等效电阻,将供应电源内部电压的一半。利用下面给出的分压器公式,它可以由下式天生:
Vout = Vin X R2/R1+R2
10X10/10 + 10 = 5V
上述电压将在顶部的 10K 电阻以及底部的 10K 电阻和 100 负载电阻上的电压将降落。因此,我们知道要从负载中得到适当的电压,运算放大器充当缓冲器。
由于负载供电不敷,下图电路除电压跟随器外无法正常事情。在大多数情形下,这可能出于两个缘故原由而专门运用,例如隔离和缓冲电路的输出电压目的,以便针对附加负载实现优选电压。
分压器中的电压跟随器
3、电压跟随器稳定性
常日,这些用于天生与输入旗子暗记等效的输出旗子暗记。但是电路中可能会涌现一个严重的问题,即稳定性.
负反馈放大器内的振荡可以连接到相移以将反馈从负变为正。
在大多数情形下,可以停滞振荡以选择单位增益稳定的运算放大器。在内部,只要器件用于电压跟随器的配置,这些运算放大器就会得到补偿,以产生稳定运行的频率相应。
五、电压跟随器示例
这里一个齐纳二极管供应一个参考电压,例如 9 V。该参考电压电路供应的电流很小。电压跟随器输出相同的参考电压,但有足够的电流为电机供电。如果电机负载增加,电压跟随器会保持相同的输出电压,但许可更多电流流入电机,稳压电源便是这样事情的。
齐纳二极管须要有大约 5 或 10 mA 的击穿电流流过它。这可确保精确建立齐纳电压。
电机两端的二极管通过在电源溘然关闭时许可电机电流缓慢消逝来防止反电动势对电压跟随器造成破坏。
六、电压跟随器普通易懂总结电压跟随器是一个单位增益、同相缓冲器,只须要一个运算放大器(和一个去耦电容)。电压跟随用具有高输入阻抗和低输出阻抗——这是它们缓冲浸染的实质,它们增强旗子暗记,从而许可高阻抗源驱动低阻抗负载。电压跟随器配置中利用的运算放大器必须指定为“单位增益稳定”。通过将外部晶体管集成到电压跟随器配置中,可以创建高电流单位增益驱动器。电压增益 = 1,Vout / Vin = 1。输出电压 = 输入电压输入电阻即是运算放大器的输入电阻。(靠近无穷大)输出电阻低(靠近于零)。实际上,输出电阻取决于运算放大器,靠近 200 Ω的值很常见,大功率模块具有低得多的输出电阻。七、电压跟随器的优点供应了功率和电流的增益电路的输出阻抗较小,利用输出该运算放大器利用来自 i/p 的零电流。避免了加载效应。不会增强或减弱输入旗子暗记的幅度高频噪声无法滤除具有较小的输出阻抗具有高输入阻抗单位传输增益以上便是关于电压跟随器的知识,希望大家多多支持我,得点赞,关注,有问题欢迎在评论区留言,大家一起谈论。
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