Gerilim Takipçi OP Ampulü: Nedir?

Gerilim Takipçisi Nedir?

Gerilim takipçisi (ayrıca arabellek amplifikatörü, birlik kazanlı amplifikatör veya yalıtım amplifikatörü olarak da bilinir) çıkışı op-amp devresidir ve çıkış gerilimi giriş gerilimine eşittir (giriş gerilimini "takip eder"). Bu nedenle, gerilim takipçisi op-amp girişi sinyalini amplifikasyon yapmaz ve 1'lik bir gerilim kazancına sahiptir.

Gerilim takipçisi zayıflama veya amplifikasyon sağlayamaz—sadece arabellekleme yapar.

Gerilim takipçisi devresi çok yüksek giriş impedansına sahiptir. Bu özellik, giriş ve çıkış sinyali arasında izolasyon gerektiren birçok farklı türdeki devrelerde popüler bir seçim yapar.

Aşağıda gerilim takipçisi devresi gösterilmektedir.

Bir gerilim takipçisini temel alan önemli bir yasa Ohm kanunudur.

Bu kanuna göre, bir devrenin akımı, devrenin geriliminin direnci ile bölümüne eşittir.
Daha önce belirtildiği gibi, gerilim takipçileri çok yüksek giriş impedansına (ve bu nedenle yüksek direnç) sahiptir.

Ancak yüksek impedanslı devreleri tartışmadan önce, düşük impedanslı bir devrede ne olduğunun anlaşılması faydalı olacaktır.

Düşük giriş impedansı—bu durumda direnç—Ohm yasası formülündeki “R” değerini küçük yapacaktır.

Sabit bir gerilim (V) ile bu durum düşük-impedanslı (dirençli) yükün büyük bir akım çekmesi anlamına gelir.

Bu nedenle devre, güç kaynağından büyük miktarda güç alır ve yüksek kaynak rahatsızlıklarına neden olur.

Şimdi aynı gücü bir gerilim takipçi devresine verelim.

Aşağıda bir gerilim takipçi devresi gösterilmiştir.

Çıkışın ters girdiye bağlandığına dikkat edin.

Bu bağlantı, op-amp'ın çıkış gerilimini giriş gerilimine eşit hale getirmesi gerektiğini zorunlu kılar.

Böylece çıkış gerilimi giriş gerilimini "takip" eder.

Daha önce belirtildiği gibi, gerilim takipçisi çok yüksek bir impedansa sahip bir op-amp türüdür.

Daha spesifik olarak, op-amp'ın giriş tarafının çok yüksek bir impedansı (1 MΩ ila 10 TΩ) vardır, ancak çıkışta böyle bir durum yoktur.

Yine de Ohm yasası geçerli kalmalıdır.

Eğer giriş ve çıkış taraflarında gerilimi aynı tutarsak ve direnci önemli ölçüde düşürürsek... akım ne olacak?

Doğru: akım hızla artar.

Bir gerilim takipçisi gerilimi aynı tutar—akımın da aynı kalacağını söylemedik!

Bir gerilim takipçisinin birlikte gerilim kazancı (yani bir) vardır, ancak çok yüksek bir akım kazancı vardır.

Giriş tarafında: çok yüksek impedans ve çok düşük akım.

Ve çıkış tarafında: çok düşük impedans ve çok yüksek akım.

Gerilim aynı kalır, ancak akım artar (giriş ve çıkış tarafları arasındaki impedans azaldığı için).

Daha önce belirtildiği gibi: op-amp'in giriş impedansı çok yüksektir (1 MΩ ile 10 TΩ arasında).

Bu kadar yüksek bir giriş impedansiyle, op-amp kaynağı aşırı yüklemeyip ondan sadece en az miktarda akım çeker.

Op-amp'in çıkış impedansının çok düşük olması nedeniyle, yükü mükemmel bir gerilim kaynağı gibi sürer.

Bu nedenle, tampona giden ve gelen bağlantılar köprü bağlantısıdır.

Bu durum, kaynağın enerji tüketimini azaltır ve aşırı yükleme ve diğer elektromanyetik interferans nedenlerinden kaynaklanan bozulmayı azaltır.

Gerilim Takipçisinin Kazancı

Bir gerilim takipçisi, çıkış geriliminin giriş gerilimini takip ettiği için 1 (birlik) gerilim kazancına sahiptir. Bir gerilim tampon amplifikatörünün gerilim kazancı yaklaşık olarak birlik olsa da, önemli derecede akım ve güç kazancı sağlar. Buna rağmen, genellikle gerilim kazancına (tümleşik 0 dB'ye karşılık gelen) 1 olduğunu söylemek yaygındır.

Geri Besleme Devrelerinde Gerilim Takipçisi

Her devrede, gerilim bağlı bileşenlerin impedans veya direnç değerlerine göre paylaşılır veya dağıtılmıştır. Bir op-amp bağlandığında, yüksek impedansı nedeniyle üzerinde büyük bir gerilim düşümü oluşur.

Yani, eğer gerilim takipçisini gerilim bölücü devrelerinde kullanırsak, yüküne yeterli gerilim sağlayacaktır.

Şimdi, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir gerilim bölücü devresi ve gerilim takipçisi ile geçelim.

Burada, gerilim bölücü iki 10 KΩ direnç ve Op-amp arasında yer alır. Bu Op-amp birkaç yüz megaohm giriş direnci sunar. Şimdi, bunu 100 MΩ olarak düşünebiliriz. Yani eşdeğer paralel direnç 10 KΩ || 100 KΩ olacaktır.

Dolayısıyla, 10KΩ || 10KΩ elde ederiz. Biliriz ki, iki benzer dirençten oluşan gerilim bölücü, güç kaynağı geriliminin tam olarak yarısını sağlayacaktır.

Bunu aşağıdaki gerilim bölücü formülüyle kanıtlayabiliriz:

Bu şekilde, 5V gerilimi üstteki 10KΩ direnç üzerinde düşecektir ve 5V gerilimi de alttaki 10KΩ direnç üzerinde ve yük direnci 100Ω (10 KΩ||100 Ω olduğundan, paralel dirençlerde aynı gerilim düşecektir) üzerinde düşecektir.

Gördük ki, Op-amp, bağlı yük için istenen gerilim elde etmek için bir tampon görevi görür. Gerilim takipçisi olmayan aynı devrede, yük üzerinde yeterli gerilim olmadığından çalışmayacaktır.

Öncelikle, gerilim takipçisi genellikle iki nedenle devrelere uygulanır. Biri izole etme amacıyla, diğeri ise elektriksel veya elektronik devreden çıkış gerilimini tamponlamak ve bağlı yük için istenen gerilim elde etmek içindir.

Gerilim Takipçilerinin Avantajları

Gerilim takipçilerinin avantajları şunlardır:

• Güç kazancı ve akım kazancı sağlar.

• Gerilim takipçisinin çıktısını kullanan devrede düşük çıkış impedansı sağlar.

• Op-amp, girişten sıfır akım alır.

• Yük etkileri önlenebilir.

Gerilim Takipçilerinin Uygulamaları

Gerilim takipçilerinin bazı uygulamaları şunlardır:

• Mantık devreleri için tamponlar.

• Örnek tut ve tut devrelerinde.

• Aktif filtrelerde.

• Bir dönüştürücü yoluyla Köprü devrelerinde.

Kaynak: Electrical4u.

Açıklama: Orijinali saygılıyız, iyi makaleler paylaşmaya değerdir, telif hakkı ihlali varsa lütfen silmek için iletişime geçin.