Part 01、前言
電壓跟隨器,也稱為單位增益放大器,緩沖放大器,以及隔離放大器,是電壓增益為1的運(yùn)算放大器電路。這意味著運(yùn)算放大器不能路不能對(duì)信號(hào)提供任何放大。之所以稱為電壓跟隨器,是因?yàn)檩敵鲭妷褐苯痈S輸入電壓變化,即輸出電壓與輸入電壓相同。例如,如果 10V 作為輸入進(jìn)入運(yùn)算放大器,則輸出電壓也是10V。電壓跟隨器充當(dāng)緩沖器,不對(duì)信號(hào)提供放大或衰減。
那么有人可能會(huì)問,電壓跟隨器的用途是什么呢?既然它輸出與輸入相同的信號(hào),那么它在電路中的目的是什么?運(yùn)算放大器電路是具有非常高輸入阻抗的電路。這種高輸入阻抗正是我們使用電壓跟隨器的原因。
Part 02、電壓跟隨器消耗很少的電流
當(dāng)電路具有非常高的輸入阻抗時(shí),那么負(fù)載從電路中汲取的電流就非常小。因此,電阻越大,從電源汲取的電流就越少。好處就是當(dāng)電流饋送到高阻抗負(fù)載時(shí),電路的功率不會(huì)受到影響。在下面的這個(gè)電路中,負(fù)載需要并消耗大量的電流,因?yàn)樨?fù)載是低阻抗的。根據(jù)歐姆定律I=V/R。如果負(fù)載的電阻非常低,它會(huì)吸收大量電流。這會(huì)導(dǎo)致從電源汲取大量電能,并因此導(dǎo)致高干擾。
下面的這個(gè)電路現(xiàn)在從電源吸取很少的電流。由于運(yùn)算放大器具有如此高的輸入阻抗,因此它消耗的電流非常小。
這就是使用電壓跟隨器的原因之一。由于輸入阻抗比較大,它們消耗的電流很少,不會(huì)干擾原始電路,并提供與輸入相同的電壓信號(hào)。它們充當(dāng)隔離緩沖器,隔離電路,使電路的電源受到的干擾很小。
Part 03、電壓跟隨器在分壓電路中很重要
比如下面的電路,如果我們的要求的負(fù)載兩端要有5V的電源電壓,那此電路很明顯將無法工作。因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/528783.html">負(fù)載電阻比較小,和下面的10K電阻并聯(lián)后阻值較小,分壓發(fā)生變化,那怎么解決呢?
我們可以用運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓跟隨器,由于運(yùn)放輸入電阻很大,和下面的10K并聯(lián)之后的阻值仍舊接近10K,計(jì)算一下,假設(shè)運(yùn)放輸入電阻是100MΩ,那么10K和100K并聯(lián)之后的阻值是9999Ω。因此,電壓跟隨器可以作為隔離電路降低對(duì)負(fù)載和電源之間的干擾。
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