オペアンプの要点が信号を増幅することであるのに、なぜバッファを使用するのですか？

理由バッファを入れてから、信号を増幅するために次のオペアンプに信号を渡す必要がありますか？測定したいソースに接続された非バッファアンプを直接使用して信号を直接増幅する方が理にかなっていますか？

「時々、そうする必要はありません。しかし、あなたがそうする他の時があります。信号をどのように処理するかによって異なります。

負荷をかけたくないソースがあるとしましょう。そのため、アンプへの高い入力インピーダンスが必要になります。 「アンプに非反転ゲインがあることを嬉しく思います。そうすれば、ゲインを使用してアンプを構築し、それでも高い入力インピーダンスを維持できます。反転ゲインが必要な場合、たとえば、複数の信号を足し合わせたい場合、反転ゲインステージの入力インピーダンスは低く、その前にバッファステージを配置する必要があります。

^{この回路をシミュレート – CircuitLab}

バッファはサーボ制御の一形態です。バッファへの入力は、消費電力が非常に少ないように設計されているため、入力信号を提供するオペアンプの寿命が長くなります。ただし、低インピーダンスまたは周波数依存インピーダンスのために負荷が困難な場合でも、出力は下流の負荷に大量の電力を供給することができます。電圧は変化しないかもしれませんが、信号源が負荷によって提示されるインピーダンスを感じるのを防ぎます。

これは自動車のパワーステアリングやパワーブレーキに似ています。あなたはまだハンドルとブレーキで車をコントロールしますが、パワーアシストはコントロールを動かすのをより簡単にします。

コメント

• I 'アナロジーが正しいかどうかわかりません。パワーステアリングはマッスルアンプの一形態です。油圧ブレーキもそうです。それらは筋肉を増幅します" power "。
• ええ、私はおそらくサーボを間違って使用しました。どうやら、"サーボ機構"にできるのは機械システムだけです。しかし、私が言いたかったのは、パワーステアリングの有無にかかわらず、ホイールを同じ場所に操作して車を制御するということです。それはもっと難しいでしょう。ですから、私の考えでは、電圧はホイールの位置のようなものであり、努力はバッファの電流出力のようなものです。

アンプは多くの機能を果たします。信号を大きくしたり小さくしたり、低インピーダンスから高インピーダンスに変更したり、高インピーダンス（電流源）から低インピーダンス（電圧源）に変更したりします。

バッファの1つの便利な機能（電圧ゲイン1）増幅器は、ステージ2の干渉信号が信号処理チェーンのステージ1に伝搬するのを防ぐためのものです。したがって、ソースと長いワイヤ接続の間のバッファは、ワイヤ上のアンテナのようなピックアップがソースを妨害するのを防ぐのに役立ちます。バッファ出力は、デバイスの動作を妨げることなく安全にプローブできます。バッファ出力は、シールドを駆動して浮遊容量電流を最小化または無効にすることができます。
複数の状態（低電力スリープモードなど）を持つ要素の前にバッファを使用して、デッド要素による信号の破損を防ぐことができます。 、または電力遷移中、または信号が不活性であることが意図された回路に電力を供給しないようにするため。

もう1つの便利な機能は、信号を制限することです。バッファは、いくつかの潜在的な信号特性に耐えられない低速、低電圧、または論理要素への入力に対して、既知の範囲（電圧、電流、スルーレート制限）内にあることが保証された出力を提供できます。

最後に、パワー出力をオペアンプチップに統合すると、熱フィードバック効果のリスクが発生します。ヒートシンク付きのバッファアンプは、第1段アンプの敏感な入力ピンから熱的に離れた完璧な出力段になります。

オペアンプの直後に使用され、フィードバックループ内で使用されるバッファは、オペアンプによる信号チェーンの熱歪みを最小限に抑える方法です。

DCから1,000Hzのオーディオ信号の場合、特に、オンチップ（シリコン内）の伝搬遅延があり、ホット出力トランジスタから入力差動ペアに結合するシリコンを介した伝搬遅延がある100Hz信号の場合、信号整合性設計者は、低信号間の相互変調を評価する必要があります。オーディオの周波数および高周波トーン。また、高精度の測定では、セトリングタイムはサーマルテールによって低下します。