什麽(me) 是電壓跟隨器?
電壓跟隨器其實就是一個(ge) 簡單的電路結構,能夠起到阻抗匹配的作用,當較弱的信號用來驅動相對較高的電流負載時,常常把它加在中間,這樣,就能使本身微弱的信號變得“強壯”,相當程度上提高帶了負載能力,同時保障信號的波形和幅值不變。
舉(ju) 個(ge) 例子,比如單片機輸出一個(ge) PWM信號用來控製LED燈,一個(ge) LED並不需要多少電流,所以一般並不會(hui) 有太大的問題,但是當多個(ge) LED比如是一個(ge) RGB燈時,就肯定力不從(cong) 心了,電流輸出不夠,而且可能會(hui) 影響到單片機輸出的信號,這樣來,電壓跟隨器就派上用場了。
再來看看電壓跟隨器的一般特性:
增益為(wei) 近似 1 ,即放大倍近似為(wei) 為(wei) 1,跟隨器中“跟隨”的意思即電壓前後不變,輸出波形幾乎不會(hui) 受到損失。
可以由晶體(ti) 管構成,也可以由運放構成(最好)。因為(wei) 運放的輸入阻抗大,輸出阻抗小,起到阻抗匹配的作用,既可以減小對信號源的影響,又可以提高帶負載的能力。
再看一看它的作用:緩衝(chong) 作用,隔離作用
緩衝(chong) 作用怎麽(me) 理解?是前者的電壓對後邊電路的衝(chong) 擊力小嗎?不是的,而是相當於(yu) 一個(ge) 恒定電壓源,在設計範圍內(nei) ,無論後級接的電路如何變化,輸出電壓恒定不變化,能保持前級的放大倍數或者其他性能不變,否則如果前一級的輸出阻抗較大,後一級的輸入阻抗較小的話,信號肯定會(hui) 失真,比如一個(ge) 峰值是10V的正弦電壓波形,加載到後級的正弦峰值可能就隻剩8V了,加入電壓跟隨器後就不同了,因為(wei) 它的輸入阻抗較高,一般可以高達幾兆歐左右,這樣的話,加載到電壓跟隨器的輸入端的波形就基本不會(hui) 發生什麽(me) 變化,輸入輸出級電壓比很接近一,這樣就不會(hui) 產(chan) 生什麽(me) 失真。
隔離作用呢?因為(wei) 電壓跟隨器的輸入阻抗很大,這樣就可以近似的認為(wei) 是開路,當然,這個(ge) 開路是對前級電路來說,這樣的話,前級電路就不會(hui) 影響到後級電路,但是,這個(ge) “開路”是什麽(me) 意思,是真的開路嗎?不是的,而是電壓的形狀傳(chuan) 輸過去了,但是前級的電流卻沒有傳(chuan) 輸過去,這就是隔離作用。
比如,我的單片機輸出了一個(ge) PWM波形,我想用他來控製一個(ge) 小燈泡的亮度,這樣,一般的單片機的IO口輸出能力是有限的,直接用IO口輸出的PWM來驅動燈泡,一個(ge) 還好,如果數量多一兩(liang) 個(ge) 比如說一個(ge) RGB燈,肯定就力不從(cong) 心了,那麽(me) 。我就可以加一個(ge) 電壓跟隨器,這樣,電壓仍是原來的電壓,但是驅動能力就有了VCC的幫助作用,這樣,驅動燈泡就不成問題了,當然,輸出能力並不是憑空增加的,而是來源於(yu) 運放的輸入電源,想一想我們(men) 的三極管,三極管具有電流放大能力,它的放大能力來源也是來自於(yu) 電源,
現在來看一下實際的電路:
輸出極和反相輸入端串聯了一個(ge) 10k的電阻來保證優(you) 良特性,同相輸入端輸入了一個(ge) 交流電信號,當然,直流交流都是沒問題的,這樣,在輸出端就會(hui) 得到一個(ge) 和輸入電壓非常相近的,並且具有優(you) 良帶負載能力的,具有緩衝(chong) 和隔離作用的交流電壓。