運(yùn)放電壓跟隨器的作用

運(yùn)放電壓跟隨器，也被稱為電壓緩沖器或單位增益放大器，是一種使用運(yùn)算放大器（Op-Amp）實(shí)現(xiàn)的電路。其主要作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 提供高輸入阻抗和低輸出阻抗的電壓緩沖功能 ：
   • 高輸入阻抗 ：電壓跟隨器的輸入阻抗非常高，通常在幾百千歐姆到幾兆歐姆之間。這使得它能夠接收來(lái)自高阻抗信號(hào)源的信號(hào)，而不會(huì)引起信號(hào)衰減，從而有效地隔離了輸入電路和信號(hào)源。
   • 低輸出阻抗 ：電壓跟隨器的輸出阻抗非常低，通常在幾十歐姆到幾百歐姆之間。這種低輸出阻抗特性使得它能夠驅(qū)動(dòng)較大的負(fù)載，并保證信號(hào)能夠順暢地傳輸?shù)截?fù)載電路中，減少信號(hào)損失和干擾。
2. 保持信號(hào)的純凈和穩(wěn)定 ：
   • 電壓跟隨器通過(guò)其高輸入阻抗和低輸出阻抗的特性，消除了信號(hào)源的輸出阻抗對(duì)信號(hào)的影響，降低了信號(hào)的失真和噪聲，從而提高了信號(hào)的穩(wěn)定性和純凈度。
3. 實(shí)現(xiàn)阻抗匹配 ：
   • 在需要阻抗匹配的場(chǎng)合，電壓跟隨器可以用于調(diào)整電路的輸入和輸出阻抗，使得信號(hào)在傳輸過(guò)程中能夠保持最佳的匹配狀態(tài)，減少信號(hào)的反射和損耗。
4. 作為隔離元件 ：
   • 在需要隔離前后級(jí)電路的場(chǎng)合，電壓跟隨器可以作為隔離元件使用，防止前后級(jí)電路之間的相互影響，提高電路的整體性能。
5. 信號(hào)放大（盡管增益接近1） ：
   • 盡管電壓跟隨器的增益接近1（理想情況下為1），但它仍然具有放大輸入信號(hào)的能力。通過(guò)提供低輸出阻抗，電壓跟隨器能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載并提供所需的電流，從而在一定程度上增強(qiáng)了信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。

電壓跟隨器的反饋加一個(gè)電阻會(huì)怎樣

在運(yùn)放電壓跟隨器中，反饋電阻的添加通常是為了實(shí)現(xiàn)特定的電路功能或性能優(yōu)化。反饋可以是電壓反饋或電流反饋，而電壓反饋是通過(guò)在運(yùn)放的輸出端和輸入端之間連接一個(gè)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以下是添加反饋電阻可能帶來(lái)的影響：

1. 改變電路的增益 ：
   • 在理想情況下，電壓跟隨器的增益為1。然而，通過(guò)添加反饋電阻，可以稍微改變電路的增益。增益的變化取決于反饋電阻與輸入電阻的比值。但需要注意的是，這種增益變化通常很小，因?yàn)殡妷焊S器的設(shè)計(jì)初衷就是保持增益接近1。
2. 提高電路的穩(wěn)定性 ：
   • 反饋電阻的主要作用之一是穩(wěn)定電路的工作狀態(tài)。通過(guò)引入適當(dāng)?shù)姆答仯梢詼p小電路的非線性失真和噪聲，提高電路的穩(wěn)定性和線性度。
3. 影響電路的帶寬和相位特性 ：
   • 反饋電阻的值還會(huì)影響電路的帶寬和相位特性。通過(guò)調(diào)整反饋電阻的值，可以改變電路的帶寬和相位響應(yīng)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。但需要注意的是，過(guò)大的反饋電阻可能會(huì)導(dǎo)致電路不穩(wěn)定，而過(guò)小的反饋電阻則可能降低電路的增益。
4. 優(yōu)化電路性能 ：
   • 在設(shè)計(jì)運(yùn)放電壓跟隨器時(shí)，選擇合適的反饋電阻值可以優(yōu)化電路的性能。這包括提高電路的增益穩(wěn)定性、降低噪聲和失真、以及改善電路的帶寬和相位特性等。
     

信號(hào)源內(nèi)阻較大時(shí)，添加阻值與信號(hào)源內(nèi)阻相同的反饋電阻，可以減少輸出失調(diào)電壓，提高精度。

R2的作用是為了防止輸出意外接地，導(dǎo)致OP損壞，R3起限流作用，再加上嵌位二極管效果更好。

兩種電壓跟隨器的理想閉環(huán)增益都等于一。

在電壓跟隨器中，共模抑制比的影響將加強(qiáng)。此外，同相端到信號(hào)源之間不接電阻對(duì)減小定態(tài)誤差是有利的。

電壓跟隨器本來(lái)就是同相運(yùn)算放大器，同相運(yùn)算放大器的共同特點(diǎn)之一是同相端和反相端加有共模電壓。

一旦這個(gè)共模電壓超過(guò)所允許的共模輸入電壓范圍，假如，反相端信號(hào)過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致輸入級(jí)晶體管飽和，反相端信號(hào)直接加到運(yùn)放的第二級(jí)，使得該反相端的輸入性質(zhì)發(fā)生改變，成為同相輸入，即負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答仯敵鲂盘?hào)通過(guò)反饋回路導(dǎo)致輸入級(jí)晶體管進(jìn)一步飽和。這樣的結(jié)果，放大器當(dāng)然不在正常工作狀態(tài)了。既使撤銷(xiāo)輸入信號(hào)，也不會(huì)立即恢復(fù)到正常狀態(tài)。這種現(xiàn)象，稱作堵塞。

當(dāng)發(fā)生堵塞現(xiàn)象時(shí)，若反饋回路電阻又不夠大，反饋回路的電流有可能燒毀輸入級(jí)的晶體管，甚至危害第二級(jí)。

為了避免發(fā)生堵塞現(xiàn)象，除了選用共模輸入電壓范圍大的運(yùn)放以外，常常在放大器的輸入端加箝位電路，用以保證輸入端共模電壓不超出運(yùn)放允許的范圍。

綜上所述，電壓跟隨器中的反饋電阻在電路設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用。它不僅影響電路的增益和穩(wěn)定性，還影響電路的帶寬和相位特性。因此，在設(shè)計(jì)電壓跟隨器時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的反饋電阻值，以確保電路的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。