Jännitejätkäävä OP-kytkentä: Mikä se on?

Mikä on jännitejäljittäjä?

Jännitejäljittäjä (tunnetaan myös nimellä buffervahvistin, yksikkökerroinvaikutusvahvistin tai erotteluvahvistin) on op-amp-piiri, jonka ulostulo jännite on sama kuin syöttöjännite (se "jäljittää" syöttöjännitettä). Siksi jännitejäljittäjä op-amp ei vahvista syöttösignaalia eikä sillä ole jännitekerrointa muuta kuin 1.

Jännitejäljittäjä ei tarjoa heikennystä tai vahvistusta—ainoastaan puskurointia.

Jännitejäljittäjäpiirillä on hyvin korkea syöttötarkastusresistanssi. Tämä ominaisuus tekee siitä suosittavan valinnan monissa erilaisissa piireissä, jotka vaativat erottelua syöttö- ja ulostulossignaalien välillä.

Jännitejäljittäjän piiri on nähtävissä alla.

Tärkeä laki, joka perustaa jännitejäljittäjän, on Ohmin laki.

Joka sanoo, että piirin virta on yhtä suuri kuin sen jännite jaettuna sen resistanssi.
Kuten mainittiin, jännitejäljittäjillä on hyvin korkea syöttötarkastusresistanssi (ja siten korkea resistanssi).

Mutta ennen kuin keskustelemme korkeasta impedanssista, on hyödyllistä ensin ymmärtää, mitä tapahtuu piirissä, jolla on alhainen impedanssi.

Alhainen syöttötarkastusresistanssi—and hence resistance in this case—will result in the “R” in the formula for Ohm’s law being small.

Kiinteällä jännitteellä (V) tähän tulee, että alhaiseen impedanssiin (resistanssiin) liittyvä taakka vetää suuren virtamäärän.

Siksi piiri ottaa suuren määrän energiaa energialähteeltä, mikä johtaa korkeisiin lähdetekijöihin.

Nyt katsotaan, mitä tapahtuisi, jos antaisimme saman energian jännitejäljittäjäpiirille.

Jännitejäljittäjäpiiri on nähtävissä alla.

Huomaa, kuinka ulostulo on yhdistetty sen käänteiselle syötteelle.

Tämä yhteys pakottaa op-ampin säätämään ulostulonsa jännitettä vastaamaan syöttöjännitettä.

Ulostulon jännite noudattaa siten syöttöjännitettä.

Kuten mainittiin, jännitejäljittäjä on op-amp -tyyppi, jolla on hyvin korkea impedanssi.

Tarkemmin sanottuna op-ampin syöttöpuolella on hyvin korkea impedanssi (1 MΩ–10 TΩ), kun taas ulostulolla ei ole.

Ohmin laissa on kuitenkin edelleen voimaan.

Jos pitäisimme jännitteen samana syöttö- ja ulostulopuolella, ja merkittävästi pudistaisimme resistanssin… mitä tapahtuisi virtalle?

Oikein arvata: virta kasvaa huimasti.

Jännitejäljittäjä pitää jännitteen samana—emme sanoisi, että se pitää virtaa myöskään samana!

Vaikka jännitejäljittäjällä on yksikköjännitekerroin (eli se on yksi), sillä on hyvin korkea virrakerroin.

Syöttöpuolella: hyvin korkea impedanssi, ja hyvin pieni virta.

Ja ulostulopuolella: hyvin alhainen impedanssi, ja hyvin suuri virta.

Jännite pysyy samana, mutta virta kasvaa (koska impedanssi laskee syöttö- ja ulostulopuolen välillä).

Kuten mainittiin: op-ampin syöttötarkastusresistanssi on hyvin korkea (1 MΩ–10 TΩ).

Hyvin korkealla syöttötarkastusresistanssilla op-amp ei kuormita lähdettä ja hakee vain minimaalisen määrän virtaa sieltä.

Koska op-ampin ulostulotarkastusresistanssi on hyvin alhainen, se ajaa taakkaa kuin se olisi täydellinen jännitelähde.

Molemmat yhteydet bufferiin ovat siksi siltausyhteyksiä.

Tämä johtaa pienempään energiankulutukseen lähteessä ja vähemmän vääristymiseen ylikuormituksen ja muiden sähkömagneettisen häiriön aiheuttajien takia.

Jännitejäljittäjän kerroin