Operationsverstärker werden häufig in einem Spannungsfolgerdesign verwendet. Dies ist jedoch nicht die beste Anordnung hinsichtlich des potenziellen Risikos und der kapazitiven Belastung von Schwingungen. Diese Belastungen haben einen großen Einfluss auf der Operationsverstärker stabilitätsbasierte Anwendungen. Es sind zahlreiche Kompensationstechniken vorhanden, um einen normalen Operationsverstärker zu stabilisieren. Diese Anwendung beschreibt also die häufigsten, die in den meisten Fällen verwendet werden. Dieser Artikel beschreibt eine Übersicht über den Spannungsfolger.
Was ist ein Spannungsfolger?
Der Spannungsfolger kann so definiert werden, dass der Ausgang der Operationsverstärkerschaltung direkt dem Eingang des Operationsverstärkers folgt. Somit sind sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsspannung gleich. Diese Schaltung liefert keine Verstärkung. Infolgedessen ist die Spannungsverstärkung gleich 1. Sie wird auch als Einheitsverstärkung, Puffer & bezeichnet Isolationsverstärker . Diese Schaltung hat eine hohe Eingangsimpedanz und wird daher in verschiedenen Schaltungen verwendet. Der Spannungsfolger verwendet das Eingangssignal, um eine effiziente Isolierung des Ausgangs zu gewährleisten. Das Grunddiagramm ist unten dargestellt.
Spannungsfolgerschaltung
Was ist der Zweck eines Spannungsfolgers?
Der Hauptzweck des Spannungsfolgers besteht darin, dass er die gleiche Eingangsspannung wie eine Ausgangsspannung liefert. Mit anderen Worten, es hat eine Stromverstärkung, aber keine Spannungsverstärkung.
Zum besseren Verständnis dieses Konzepts die folgenden Spannungsfolgerschaltung wird unten erklärt. Betrachten Sie die folgende Schaltung mit einer Stromquelle und einer Last mit geringerer Impedanz. Diese Schaltung zieht aufgrund der niederohmigen Last eine große Menge Strom durch die angeschlossene Last. Die Schaltung verbraucht also eine große Menge an Energie von der Energiequelle und verursacht große Probleme innerhalb der Energiequelle.
Danach können wir glauben, dass wir dem Spannungsfolger die gleiche Leistung liefern. Weil die Eingangsimpedanz dieser Schaltung hoch ist und weniger Strom aus der obigen Schaltung entnommen wird. Dieser Schaltungsausgang ist aufgrund des Fehlens von Rückkopplungswiderständen der gleiche wie sein Eingang.
Spannungsfolger in Spannungsteilerkreisen
Die Spannung in jedem Stromkreis kann mit der Widerstandsimpedanz der zugehörigen Komponenten innerhalb des Stromkreises geteilt werden. Sobald die Operationsverstärker angeschlossen ist, fällt dann das Hauptspannungselement aufgrund einer großen Impedanz darüber. Wenn wir daher einen Spannungsfolger innerhalb der Schaltung der Spannungsteilerschaltung verwenden, ermöglicht dies eine ausreichende Spannung über der gegebenen Last.
Lassen Sie uns die Spannungsteilerschaltung wie in der folgenden Schaltung gezeigt diskutieren.
Spannungsfolger im Spannungsteiler
In der folgenden Schaltung befindet sich der Spannungsteiler in der Mitte zweier Widerstände und des Operationsverstärkers. Die in der Schaltung verwendeten Widerstände sind 10 KΩ-2. Der vom Operationsverstärker bereitgestellte Eingangswiderstand beträgt 100 Megaohm. Der gleiche Parallelwiderstand kann also 10 KΩ || betragen 100 KΩ. Der äquivalente Parallelwiderstand kann also wie folgt berechnet werden
= 10 x 100/10 + 100 => ungefähr 10 Kiloohm.
In der Spannungsteilerschaltung enthält sie zwei gleiche Widerstände, die die Hälfte der Spannung innerhalb der Stromquelle ergeben. Es kann unter Verwendung der Formel des Spannungsteilers wie unten angegeben bereitgestellt werden:
Vout = Vin X R2 / R1 + R2
10 × 10/10 + 10 = 5 Volt
Daher fällt die obige Spannung über den Widerstand von 10 kΩ oben sowie der Spannungsabfall über den Widerstand von 10 kΩ unten und den Widerstand der Last von 100 Ω ab. Wir wissen also, dass der Operationsverstärker als Puffer fungiert, um die erforderliche Spannung von der Last zu erhalten. Die obige Schaltung ohne Spannungsfolger funktioniert aufgrund der fehlenden Spannungsversorgung über der Last nicht richtig.
Meistens kann die Implementierung hauptsächlich aus zwei Gründen erfolgen, beispielsweise zum Isolieren und Puffern der Ausgangsspannungszwecke von der Schaltung, um die bevorzugte Spannung gegenüber der angeschlossenen Last zu erhalten.
Stabilität des Spannungsfolgers
Im Allgemeinen werden diese verwendet, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dem Eingangssignal entspricht. In einer Schaltung kann jedoch ein ernstes Problem auftreten, nämlich die Stabilität
Die Schwingung innerhalb eines Gegenkopplungsverstärkers kann mit einer Phasenverschiebung verbunden werden, um die Rückkopplung von negativ nach positiv zu ändern.
In den meisten Fällen kann die Oszillation gestoppt werden, um einen Operationsverstärker als stabil mit Einheitsverstärkung auszuwählen. Intern werden diese Operationsverstärker kompensiert, um einen Frequenzgang für einen stabilen Betrieb zu erzeugen, wenn das Gerät in der Konfiguration des Spannungsfolgers verwendet wird.
Vorteile
Das Vorteile des Spannungsfolgers das Folgende einschließen.
- Es gibt einen Leistungsgewinn sowie Strom
- Eine geringere Ausgangsimpedanz der Schaltung verwendet den Ausgang
- Dieser Operationsverstärker verwendet keinen Strom vom I / P.
- Es vermeidet Ladeeffekte.
- Die Amplitude des Eingangssignals wird nicht erhöht oder verringert
- Hochfrequenzrauschen kann nicht herausgefiltert werden.
- Es hat weniger Ausgangsimpedanz
- Es hat eine hohe Eingangsimpedanz
- Übertragungsgewinn der Einheit
Anwendungen
Das Anwendungen des Spannungsfolgers das Folgende einschließen.
- Diese werden in verwendet S & H-Schaltungen
- In Logikschaltungen verwendete Puffer.
- Wird im aktiven Filter verwendet
- Es wird über einen Wandler in Brückenschaltungen verwendet.
Das ist also alles über eine Übersicht über den Pufferverstärker oder Spannungsfolger. Es ist ein nicht invertierender Puffer mit Verstärkung der Einheit, der einen einzelnen Operationsverstärker verwendet. Diese haben zwei Eigenschaften, wie die Eingangsimpedanz ist hoch und die Ausgangsimpedanz ist niedrig. Sie verstärken das Signal, indem sie hochohmige Quellen zulassen und eine Last mit weniger Impedanz ansteuern. Hierbei wird ein Operationsverstärker verwendet, dessen Design wie ein Einheitsverstärkungsstabil spezifiziert werden sollte. Durch die Verwendung externer Transistoren kann in seinem Design ein Einheitsverstärkungstreiber mit hohem Strom erzeugt werden. Hier ist eine Frage für Sie, was sind die Nachteile des Spannungsfolgers?
