电压跟随器被广泛使用,电压跟随器包含在生活中的大大小小的电子设备中。本文对电压跟随器的解释是向您介绍LM358电压跟随器的设计方案及电压跟随器的运输。此外,如果您使用它LM324有兴趣搭建电压跟随器,可以阅读上一篇关于电压跟随器的文章。
LM358是一个由双运输放大器组成的操作放大器,可以由单电源或双电源供电。前端电压跟踪器通常用于电压信号采集,同时增加输入阻抗,以避免影响测量的电压值。我拆下一张信号采集卡,画前端358电路的电压信号采集,

经验分享:LM358单电源55工作V供电时,当IN 从0~5V输入,输出电压OUT只能从0~3.7V,而不是0~5V,也就是说,当IN 输入0~3.7V电压可以跟随OUT,当输入大于3.7V输出将是3.7V,大不了。我该怎么办?
LM358引脚图
解决方案1:增加LM358的电源电压,比如加12V,此时,你的IN 从0~5V,OUT也可以从0~5V了。但是,当你的系统没有时 12V电源可用,专门增加一个 12V当你提供电源时,这不是一个好方法 12V万一输入超过5V,输出也将超过5V,这时,你的单片机ADC如果引脚超压,可能会坏。这样的产品真的可以用,但是不耐用。请慎重考虑。
解决方法2:在IN 前端,加压电阻,比如加两个精密10K如上图所示(电阻值改为2个10K),当输入电压为0时~5V时,IN 脚电压为0~2.5V,OUT引脚也可以从0~2.5V,将测量值乘以量的值乘以2,即实际输入电压值。与前者相比,这种方法是可取的,至少系统是耐用的,不会造成国产垃圾。但有一个缺点,就是分辨率降低了一倍,在某些应用中,这是致命的伤害,比如电子台秤。
解决方案3:改变IC,不用LM358,用满电压运,业内称之为rail to rail例如,工业中常用的运输方式TLC引脚功能及2262LM358一样,也就是说两个可以互换,但是,当IN 为0~5V时,TLC2262的OUT可以从0~5V,当然,TLC2262的价格要比LM358贵。该芯片已广泛应用于各种工业场合,在成本不太敏感的前提下,请放心使用!
TLC2262引脚图
在电路中,电压跟踪器通常是缓冲级和隔离级。因为电压放大器的输出阻抗一般较高,通常在几千欧元到几十千欧元之间。如果后输入阻抗相对较小,则在前输出电阻中会损失相当大的信号。此时,需要电压跟随器来缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟踪器的另一个优点是提高了输入阻抗,大大降低了输入电容的容量,为高质量电容的应用提供了前提保证。
电压跟踪器的另一个功能是隔离HI-FI在电路中,关于负反馈的争议已经存在很长时间了。事实上,如果没有负反馈,我相信绝大多数的放大电路都不能很好地工作。但由于大环路负反馈电路的引入,扬声器的反电势将通过反馈电路与输入信号叠加形成电压跟随器。造成音质模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路,试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。但由于放大器末级工作电流变化较大,其失真度难以保证。
传统的运输电路
对于负反馈放大电路,目前还没有定论如何减少振荡以保持稳定。电压跟踪器也不例外。
操作放大器的理想运行状态是输出电压和输入电压相同,即当负输入端的印加电压导致输出增加时,操作放大器可以相应地降低增加的电压。然而,操作放大器的输入端和输出端的相位总是不同的。输出和输出之间的相位差为180°时,负输入与正输入正好相同,原本应该减少的输出却得到了增强。(正反溃。)若在特定频段处于此状态,且仍保持原振幅,则输出频率和振荡状态将继续。
电压跟踪器和反馈环路