一、电压跟随器
电压跟随器(单位增益放大器、缓冲放大器或隔离放大器)是一种电压放大倍数为 1 的运算放大器,能够将输入信号的电压放大到同样的幅度并输出,同时保持输入输出电阻不变(电压跟随器的输入电阻很大,通常在几千Ω到几兆Ω之间;输出电阻很小,通常在几十Ω到几百Ω之间)。
二、电路设计
根据运放电路的 “虚短” 与 “虚断” ,运算放大器 U2 的正相输入引脚Pin3连接3V3,所以 = 3V3,由于 ,因此反相输入引脚Pin4的电压 也为3V3;运放的输出引脚Pin1与运放的反相输入引脚Pin4直接相连,因此输出的电压也为3V3,此时输出端电压始终跟随输入端电压,起到电压跟随器的作用;
由于运算放大器的电流输出能力较弱,一般只有几十mA,因此如果电压跟随器输出的电压需要驱动较大电流功率的电路,需要引入其他电流作为补充;图中,R1电阻的上拉 5V 就是起到补充电流的作用。
三、作用
- 隔离缓冲器:将信号源和负载电路隔离开来,防止负载电路对信号源的影响,保持信号的纯净和稳定。
- 阻抗匹配:电压跟随器的输入输出电阻相同,可以保持信号的阻抗匹配,避免信号在传输过程中出现反射和损耗。
- 提高信号的驱动能力:由于电压跟随器的输出电阻很小,因此可以提高信号的驱动能力,使信号能够顺畅地传输到负载电路中。
- 提高信号的稳定性:电压跟随器可以消除信号源的输出阻抗对信号的影响,降低信号的失真和噪声,提高信号的稳定性。
四、应用
电压跟随器可以提高信号的驱动能力和稳定性,使信号在传输过程中不受到干扰和损失,广泛应用于模拟电路、传感器接口、运算放大器电路、反馈电路、滤波电路等场合。