題:
運算放大器逆變器,後跟緩衝器。為什麼?
mcmayer
2016-03-10 18:36:31 UTC
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在示意圖中,我一直試圖理解我遇到了以下子電路:inverter-followed-by-buffer

這是一個運算放大器反相器,其後是一個緩衝器。VIN來自微控制器中的DAC,該電路產生的VOUT為負VIN。運放由正極和負極供電(此處未顯示)。到目前為止,一切都很好。

但是我還沒有完全理解在此電路中使用OA2的原理。我能看到的唯一原因是:如果沒有緩衝器(OA2),則VOUT上的突然負載會從VIN汲取電流,直到運放OA1反饋調整(大約1µs)。使用緩衝區(OA2)不再是這種情況。我說對了嗎?還是我錯過了什麼?

兩個電阻肯定都是10 kohm嗎?
R1 = R2可以適當選擇
那就是您在原理圖中看到的。我的確有一個原因。
是的,那是一萬。
對於具有高增益的逆變器,運算放大器的輸出阻抗會隨著頻率的升高而變得很高(由於運算放大器增益帶寬乘積的限制),而且,如果添加了單位增益級,您會變得更加緊湊在高頻下可控制的低輸出阻抗。
FWIW,由於下面的原因,我通常按照與此處所示類似的方式進行設計:我有2x或4x單軌運算放大器,通常其中之一閒置-然後我決定最好使用它作為一個額外的緩衝區,通常*不會*有時會有所幫助,而不必擔心獲得穩定的Vcc / 2,將其拖到放大器中並在其中進行緩衝,只是為了適當地終止未使用的運算放大器。與使用Vcc / 2相比,使用Vout緩衝區會使您的連接稍微簡單一些,並節省了電路板的複雜性。YMMV。
五 答案:
Olin Lathrop
2016-03-10 19:01:06 UTC
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你是對的。在大多數情況下,這很愚蠢,會增加失調電壓,並使用另一部分。這很可能只是某人的膝跳反應,或者是盲目地遵循“始終緩衝信號”的規則,而不用太想這件事。並非所有原理圖都是經過良好設計的結果。

第二個僅緩衝器運算放大器具有一些微妙的優勢:

  1. 通過R2的反饋電流消耗了OA1的總輸出電流能力。 OA2具有所有可用的電流能力來驅動輸出。

    在這種情況下,R2為10kΩ,這是一個較弱的論點,因為反饋電流相對於大多數運算放大器的能力而言是如此之小。有時會發生這樣的電路,因為R2之前比R2低得多,而第二個運算放大器在提高R2的設計更改後並未移除。

  2. OA2保護輸入信號免受濫用輸出信號的侵害。 。只要OA1在閉環操作中起作用,Vin就能看到R1的固定阻抗。如果某些負載加載了Vout,使得OA1無法將其驅動到所需電壓,則OA1的負輸入不再為0 V,並且Vin驅動的戴維寧等效值也隨之改變。

    ,可以濫用OA2的輸出而不會影響OA1的輸出,這反過來不會影響Vin,也許 b>。我之所以說“也許”,是因為某些運算放大器在其輸入之間具有背靠背二極管。我沒有查詢您的運算放大器,所以我不知道這裡是否是這種情況。如果是這樣,那麼對Vout的濫用將回到OA2的正輸入端,而後者又會回到Vin。驅動到所需電壓通常會使運算放大器超出規格。

    ol>

Spehro Pefhany
2016-03-10 18:50:10 UTC
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它對性能沒有太大影響,只是由於傳遞函數中有兩個極點而使它變慢了。

設計人員可能只需要一個運放即可。並選擇對剩餘的放大器進行有益的處理,以使其免受麻煩。這是LM324四通道放大器和LM358雙放大器的常見情況。

沒有具有單個放大器的LM358的通用廉價替代品-其他任何部件往往更昂貴和/或可能受限制。以某種方式(例如具有較低的最大電源電壓),因此如果LM358足夠好,那麼您最好使用它並浪費第二個放大器。

rdtsc
2016-03-10 18:42:37 UTC
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顧名思義,“緩衝”就在那裡,“緩衝”輸出。

由於OA1是反饋網絡的一部分,因此它的某些輸出已被使用(通過R2丟失)和R1。)這意味著OA1具有較少的驅動能力。因此,如果將OA1連接到電路的其他部分,可能會發生意外情況。OA2只是“跟隨”或“緩衝”了OA1的輸出,並且它的輸出負載為零,因此具有完整的驅動能力。這種“緩衝”是常見的用法,它使電路的操作更穩定可靠。

此外,緩沖在延遲方面也很重要。在數字和模擬電路設計中,電路元件都會大大延遲高速信號。有時,使用多個緩衝區-似乎沒有目的-除了引入延遲。通常這樣做是為了使兩個信號在時域中“再次見面”。

好的我明白了。但是,如果我假設VIN = 10V,則OA1的反饋環路需要1mA。然後,OA2緩衝區對我來說似乎有些過大。
對於此電路,可能是這樣。但這還取決於所使用的運算放大器。如果說運算放大器只能驅動5mA,那麼反饋電阻已經消耗了其20%的輸出能力。進一步的加載可能會導致其偏斜信號。由於輸出無法正常驅動,因此反饋*輸入*將包含此錯誤。添加了緩衝區後,將有更多可用的輸出驅動器,並且加載該輸出不會影響OA1的操作。雙贏。:)
user103113
2016-03-10 23:01:04 UTC
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打開電源時,應該與其他張貼者所說的相差無幾。

但是,當關閉電源時,第二種形式不太可能使輸出流回輸入,並可能使輸入負載獨立於輸出連接。對於某些應用程序(音頻?),這可能是理想的屬性。這裡是否確實如此取決於所討論的運算放大器的內部電路。由於給出了特定類型,因此這確實可能是設計的一部分。

Rob
2016-03-10 21:38:21 UTC
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在您繪製的原理圖中,就像其他人回答的那樣,這種佈局並沒有太多好處。

但是,如果有兩個不同的模型運算放大器並且電阻值不同,那麼使用這種佈局可能有充分的理由。我創建了一個類似的電路,該電路需要放大一個相對高頻的信號,然後將輸出驅動到50歐姆的負載中。這兩個功能需要具有不同特性的運算放大器。對於第一個運算放大器,它需要具有更高的帶寬,以使其能夠放大高頻而不會損失高頻增益。對於第二個運算放大器,它必須具有更高的額定輸出電流,才能在最大輸出電壓下驅動50歐姆負載,但並不需要如此高的帶寬,因為它的增益僅為1。/ p>



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