Questa potrebbe sembrare una domanda stupida ma ho appena imparato a conoscere i buffer e ho appreso che hanno lo stesso Vin e Vout dallamplificatore fornendo un valore della sorgente di tensione quasi identico a il prossimo amplificatore operazionale o sensore. Ma non capisco perché lo usiamo in primo luogo.
Se vuoi amplificare il tuo segnale in primo luogo, perché non colleghi direttamente un amplificatore non invertente o invertente per amplificare direttamente il segnale subito?
Perché devi mettere un buffer e poi passare il segnale al successivo amplificatore operazionale per amplificare il segnale? Non avrebbe più senso utilizzare direttamente lamplificatore non buffer collegato a una sorgente di cui si desidera misurare e amplificare direttamente il segnale?
Risposta
Esistono diversi modi per” amplificare “un segnale, non solo la sua ampiezza è importante. I buffer essenzialmente amplificano la” corrente “, o” potenza di ingresso “. Tipicamente hanno unimpedenza di ingresso molto alta e una bassa capacità di ingresso, quindi non caricano molto la sorgente del segnale anche alle alte frequenze. Allo stesso tempo hanno unimpedenza di uscita piuttosto bassa (il target tipico è 50 Ohm), quindi possono pilotare cavi coassiali e “fornire” il segnale a distanze discrete senza distorsioni, come nelle sonde “attive” delloscilloscopio. Questo è lo scopo principale dei “buffer”.
Risposta
Perché devi mettere un buffer e poi passare il segnale al prossimo amplificatore operazionale per amplificare il segnale? Non avrebbe più senso usare direttamente lamplificatore non buffer collegato a una sorgente per cui si desidera misurare e amplificare direttamente il segnale?
Non lo fai “Devo farlo, a volte. Ma ci sono altre volte in cui lo fai. Dipende da come vuoi elaborare il segnale.
Supponiamo che tu abbia una sorgente che non vuoi caricare affatto, quindi avresti bisogno di unalta impedenza di ingresso per il tuo amplificatore. “Sei felice che lamplificatore abbia un guadagno non invertente, quindi puoi costruirlo con guadagno e avere comunque unalta impedenza di ingresso. Se vuoi invertire il guadagno, supponiamo che tu voglia aggiungere diversi segnali insieme, quindi uno stadio di guadagno invertente ha unimpedenza di ingresso bassa e devi farlo precedere da uno stadio buffer.
simula questo circuito – Schema creato utilizzando CircuitLab
Risposta
Un buffer è una forma di servocontrollo. Lingresso al buffer è progettato in modo da consumare pochissima energia, semplificando così la vita allamplificatore operazionale che fornisce il segnale di ingresso. Ma luscita è in grado di fornire molta potenza al carico a valle, anche se il carico è difficile a causa della bassa impedenza o dellimpedenza dipendente dalla frequenza. Potrebbe non modificare la tensione, ma protegge la sorgente del segnale dal sentire limpedenza presentata dal carico.
È simile al servosterzo o al servofreno di unauto. Puoi ancora controllare lauto con il volante e il freno, ma il servocomando facilita lo spostamento del comando.
Commenti
- I ' non sono sicuro che lanalogia sia corretta. Il servosterzo è una forma di amplificatore muscolare. Così sono i freni idraulici. Amplificano i muscoli " potenza ".
- Sì e probabilmente ho usato il servo in modo errato. Apparentemente solo i sistemi meccanici possono essere " servomeccanismo ". Ma il punto che stavo cercando di sottolineare è che con o senza servosterzo, il volante sarebbe stato manipolato nella stessa posizione per controllare lauto. Sarebbe solo più difficile. Quindi, nella mia mente, la tensione è come la posizione della ruota e lo sforzo è come luscita di corrente del buffer.
Risposta
Gli amplificatori hanno molte funzioni; rendere un segnale più grande o più piccolo, o cambiando da bassa impedenza ad alta impedenza, o da alta impedenza (sorgente di corrente) a bassa impedenza (sorgente di tensione).
Una funzione utile di un buffer (guadagno di tensione di 1) lamplificatore serve a impedire che segnali di interferenza nello stadio 2 si propaghino allo stadio 1 di una catena di elaborazione del segnale. Quindi, un buffer tra una sorgente e una connessione a filo lungo servirà a impedire che il pickup simile a unantenna sul filo disturbi la sorgente. Le uscite buffer possono essere rilevate in modo sicuro senza disturbare il funzionamento del dispositivo. Unuscita buffer può pilotare uno schermo per ridurre al minimo o annullare le correnti capacitive parassite.
Si potrebbe utilizzare un buffer prima di un elemento che ha più stati (come la modalità sleep a basso consumo) per proteggere il segnale dallessere danneggiato dallelemento morto , o durante le transizioni di potenza, o per impedire al segnale di accendere circuiti destinati ad essere inerti.
Unaltra funzione utile è limitare il segnale; un buffer può fornire unuscita che è garantita essere entro un intervallo noto (tensione, corrente, limiti di velocità di variazione) per lingresso a elementi logici a bassa velocità, bassa tensione o intolleranti ad alcune potenziali caratteristiche del segnale.
Infine, lintegrazione della potenza in uscita su un chip dellamplificatore operazionale corre il rischio di effetti di feedback termico; un amplificatore tampone con dissipatore di calore può essere lo stadio di uscita perfetto, termicamente distante dai sensibili pin di ingresso dellamplificatore del primo stadio.
Answer
I buffer utilizzati subito dopo un amplificatore operazionale e utilizzati allinterno del ciclo di feedback sono un modo per ridurre al minimo la DISTORSIONE TERMICA della catena del segnale fornita dallamplificatore operazionale.
Per segnali audio da CC a 1000 Hz, e in particolare per segnali a 100Hz che hanno ritardi di propagazione onchip (nel silicio) ATTRAVERSO IL SILICONE come calore, che si accoppiano dai transistor di uscita caldi alle coppie differenziali di ingresso, tu come progettista di integrità del segnale devi valutare lintermodulazione tra bassa toni di frequenza e ad alta frequenza nellaudio. E nelle misurazioni ad alta precisione, il tempo di assestamento sarà degradato dalle code termiche.