Ampere-sundong na Voltage Follower: Ano ito?
Ano ang Voltage Follower?
Ang voltage follower (kilala rin bilang buffer amplifier, unity-gain amplifier, o isolation amplifier) ay isang op-amp na circuit kung saan ang output voltage ay katumbas ng input voltage (ito ay "sumusunod" sa input voltage). Dahil dito, ang voltage follower op-amp ay hindi nag-aamplify ng input signal at may voltage gain na 1.
Ang voltage follower ay hindi nagbibigay ng attenuation o amplification—kundi lamang buffering.
Ang voltage follower circuit ay may napakataas na input impedance. Ang karakteristikang ito ay nagpapahalagahan nito bilang popular na pagpipilian sa maraming iba't ibang uri ng circuits na nangangailangan ng isolation sa pagitan ng input at output signal.
Ang circuit ng voltage follower ay ipinapakita sa ibaba.
Ang mahalagang batas na sumusuporta sa voltage follower ay ang Ohm’s law.
Na nagsasaad na ang current ng circuit ay katumbas ng kanyang voltage na hinati ng kanyang resistance.
Tulad ng nabanggit, ang mga voltage followers ay may napakataas na input impedance (at kaya napakataas na resistance).
Ngunit bago natin talakayin ang mga circuits na may high impedance, makakatulong kung unang maintindihan natin kung ano ang nangyayari sa isang circuit na may mababang impedance.
Ang mababang input impedance—at kaya resistance sa kasong ito—ay magresulta sa “R” sa formula para sa Ohm’s law na maliit.
Sa isang fixed voltage (V), ito ay magiging dahilan upang malaking amount ng current ay hihikayatin ng isang low-impedance (resistance) load.
Kaya ang circuit ay kumukunsumo ng malaking amount ng power mula sa power source, na nagreresulta sa mataas na source disturbances.
Ngayon, isipin natin na binibigyan natin ng parehong power ang isang voltage follower circuit.
Ipinalalatag ang voltage follower circuit sa ibaba.
Pansinin kung paano konektado ang output sa kanyang inverting input.
Ang koneksiyong ito ay pilit na pinag-aadjust ng op-amp ang kanyang output voltage upang maging katumbas ng input voltage.
Kaya ang output voltage ay "sumusunod" sa input voltage.
Tulad ng nabanggit, ang voltage follower ay isang uri ng op-amp na may napakataas na impedance.
Mas espesipiko, ang input side ng op-amp ay may napakataas na impedance (1 MΩ hanggang 10 TΩ), habang ang output side naman ay wala.
Ngayon, kailangan pa rin na totohanin ang Ohm’s law.
Kaya kung i-keep natin ang voltage sa parehong input at output side, at significantly drop natin ang resistance… ano ang mangyayari sa current?
Tama ka: ang current ay tatataas nang sobra-sobra.
Ang voltage follower ay nagpapanatili ng voltage na pareho—hindi namin sinabi na ito ay nagpapanatili rin ng current!
Bagama't ang voltage follower ay may unity voltage gain (i.e. ito ay katumbas ng isa), ito ay may napakataas na current gain.
Kaya sa input side: napakataas na impedance, at napakababang current.
At sa output side: napakababang impedance, at napakataas na current.
Nagpapanatili ang voltage, ngunit ang current ay tataas (dahil bumaba ang impedance sa pagitan ng input at output side).
Tulad ng nabanggit: ang input impedance ng op-amp ay napakataas (1 MΩ hanggang 10 TΩ).
May ganitong mataas na input impedance, ang op-amp ay hindi nag-load down sa source at kumuha lamang ng minimal na current mula dito.
Dahil ang output impedance ng op-amp ay napakababa, ito ay nag-drive ng load tulad ng isang perfect voltage source.
Kaya ang parehong connections patungo at mula sa buffer ay bridging connections.
Ito ay nagresulta sa pagbawas ng power consumption sa source, at mas mababang distortion mula sa overloading at iba pang dahilan ng electromagnetic interference.
Voltage Follower Gain
Ang voltage follower ay may voltage gain na 1 (unity), dahil ang output voltage ay sumusunod sa input voltage. Bagama't ang voltage gain ng voltage buffer amplifier ay halos unity, ito ay nagbibigay ng considerable na current at power gain. Bukod dito, karaniwan na sabihin na ito ay may gain na 1—nag-refer sa voltage gain (equivalent 0 dB).
