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如何减小电压跟随器输出电阻_电压跟随器只会跟踪?不!请看看它对电路的“魔力”。...

定义电压跟随器

顾名思义,电压跟随器就是输出电压跟随输入电压的变化而变化的电路,它的电压增益近似于1。在工程应用中,认为电压跟随器输入输出电压相等。

电压跟踪器的作用

1.作为电路中的缓冲级。

2.作为电路中的隔离级。

3.提高电路的负载能力。

电压跟踪器在许多应用程序中得到了特定的应用,我们可以在许多设计中看到它。例如,医用心电图、电吉他和一些收集系统。为什么简单的电压跟踪被广泛使用?它有多神奇?让我们看看是什么赋予了它这些能力。

电压跟随器的原理

电压跟踪器具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点。一般来说,输入阻抗可以达到几兆欧姆,输出阻抗可以达到几兆欧姆。输入阻抗和输出阻抗的水平没有绝对的定义,与前后输入输出阻抗相比。输入阻抗高、输出阻抗低的电路可以在系统中起到阻抗匹配的作用,使相互级联的电路发挥应有的性能。

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等效模型

上图解释了电压跟随器的基本原理。将电压跟随器视为黑匣子,输入输出分别位于左右两端。r是电源的内阻,R输入阻抗为电压跟随器,R一是电压跟随器的输出阻抗,RL是负载,与R连接的电压源只是等效模型(等效为输出到后电路或负载的电压),实际上并不存在。众所周知,电源的内阻一般都比较小。如果R相对较小,根据串联电阻的分压,输入信号的大部分能量被R吸收消耗,而不是大部分输送到电压跟随器。因此,只有电压跟踪器的输入电阻远远大于内阻r,几乎所有的输入信号都可以降落在输入阻抗R上,这样信号就不会丢失。同样,我们看电压跟随器的输出端:输出电压(等效电压源)和输出阻抗R1、负载RL串联。若输出阻抗R1很大,所以大部分输出信号都会被输出R1给吸收消耗,负载RL没有预期的信号。因此,只有电压跟踪器的输出阻抗远小于负载阻抗,输出信号才不会丢失。此时,由于输出阻抗,无论负载如何变化R2相对于RL无限小,所以负载两端的电压几乎是恒定的,负载能力可以提高。此时,电压跟踪器类似于恒压源。

在许多情况下,放大电路的前后级会相互影响,信号可能会失去其原始特性。例如,后继电器会影响互感器的信号采集。此时,我们需要隔离前后电路,但不影响其原始功能。由于其输入输出阻抗的优点,电压跟踪器是隔离级的最佳选择。

目前集成运输的输入阻抗已基本达到MΩ输出阻抗基本低于20Ω。因此,也可以说,大多数集成运输(一些反馈类型的运输不能)都可以实现电压跟踪器的一些功能。那么如何选择电压跟随器呢?虽然基本上所有的集成运输都能达到输入阻抗高、输出阻抗低的特点,但总有一些输入输出阻抗特别突出。最重要的是带宽。可以满足输入输出的基本阻抗要求,重点是运放带宽。如果你的输入是几十几百MHZ高频信号,你拿一般带宽甚至只有几个KHZ、几十KHZ把它放在那里隔离。西瓜丢了还没捡到芝麻吗?

标签: 缓冲小电阻

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