Dit klinkt misschien als een domme vraag, maar ik heb net gehoord over buffers en heb geleerd dat ze dezelfde Vin en Vout hebben van de versterker die een bijna identieke spanningsbronwaarde levert aan de volgende opamp of sensor. Maar ik begrijp niet waarom we dit in de eerste plaats gebruiken.
Als u uw signaal in de eerste plaats wilt versterken, waarom sluit u dan niet rechtstreeks een niet-inverterende of inverterende versterker aan om deze rechtstreeks te versterken. het signaal meteen?
Waarom moet je een buffer plaatsen en je signaal dan doorgeven aan de volgende opamp om het signaal te versterken? Zou het niet logischer zijn om de niet-bufferversterker direct te gebruiken die is aangesloten op een bron die u wilt meten en het signaal direct te versterken?
Antwoord
Er zijn verschillende manieren om een signaal te” versterken “, niet alleen de amplitude is belangrijk. Buffers versterken in wezen” stroom “of” ingangsvermogen “. Ze hebben doorgaans een zeer hoge ingangsimpedantie en een lage ingangscapaciteit, dus ze laden de signaalbron niet veel, zelfs niet bij hoge frequenties. Tegelijkertijd hebben ze een vrij lage uitgangsimpedantie (typisch doel is 50 Ohm), zodat ze coaxkabels kunnen aansturen en het signaal over redelijke afstanden kunnen “leveren” zonder vervormingen, zoals in “actieve” oscilloscoop-sondes. Dit is het hoofddoel van “buffers”.
Antwoord
Waarom moet je een buffer plaatsen en dan je signaal doorgeven aan de volgende opamp om het signaal te versterken? Zou het niet logischer zijn om de niet-bufferversterker direct te gebruiken die is aangesloten op een bron die u wilt meten en het signaal direct te versterken?
Soms hoeft dat niet. Maar er zijn andere momenten waarop u dat doet. Het hangt ervan af hoe je het signaal wilt verwerken.
Stel dat je een bron hebt die je helemaal niet wilt laden, dus je hebt een hoge ingangsimpedantie voor je versterker nodig. “Ben blij dat de versterker een niet-inverterende versterking heeft, dan kun je hem met versterking opbouwen en toch een hoge ingangsimpedantie hebben. Als u een inverterende versterking wilt, stel dat u verschillende signalen bij elkaar wilt optellen, dan heeft een inverterende versterkingstrap een lage ingangsimpedantie en moet u deze vooraf laten gaan met een buffertrap.
simuleer dit circuit – Schema gemaakt met CircuitLab
Answer
Een buffer is een vorm van servobesturing. De ingang van de buffer is zo ontworpen dat deze zeer weinig stroom verbruikt, waardoor het leven gemakkelijker wordt voor de op-amp die het ingangssignaal levert. Maar de uitgang kan veel stroom leveren aan de stroomafwaartse belasting, zelfs als de belasting moeilijk is vanwege de lage impedantie of frequentieafhankelijke impedantie. Het mag de spanning niet veranderen, maar het beschermt de signaalbron tegen het voelen van de impedantie van de belasting.
Het is vergelijkbaar met stuurbekrachtiging of rembekrachtiging in een auto. Je bestuurt de auto nog steeds met het stuur en de rem, maar de stuurbekrachtiging maakt het gemakkelijker om de bediening te verplaatsen.
Opmerkingen
- I ' m niet zeker of de analogie correct is. Stuurbekrachtiging is een vorm van spierversterker. Dus zijn hydraulische remmen. Ze versterken de spier " power ".
- Ja, en waarschijnlijk heb ik de servo verkeerd gebruikt. Blijkbaar kunnen alleen mechanische systemen " servomechanisme " zijn. Maar het punt dat ik probeerde te maken, is dat met of zonder stuurbekrachtiging het stuur naar dezelfde locatie zou worden gemanipuleerd om de auto te besturen. Het zou gewoon moeilijker zijn. Dus in mijn gedachten is spanning als wielpositie en inspanning als huidige output van de buffer.
Answer
Versterkers hebben veel functies; een signaal groter of kleiner maken, of veranderen van lage impedantie naar hoge impedantie, of van hoge impedantie (stroombron) naar lage impedantie (spanningsbron).
Een nuttige functie van een buffer (spanningsversterking van 1) versterker is bedoeld om te voorkomen dat stoorsignalen in fase 2 doorgaan naar fase 1 van een signaalverwerkingsketen. Een buffer tussen een bron en een lange draadverbinding zal dus dienen om te voorkomen dat antenne-achtige pick-up op de draad de bron verstoort. Bufferuitgangen kunnen veilig worden onderzocht zonder de werking van het apparaat te verstoren. Een bufferuitgang kan een schild aansturen om capacitieve strooistromen te minimaliseren of te neutraliseren.
Men zou een buffer kunnen gebruiken voor een element dat meerdere toestanden heeft (zoals een energiezuinige slaapmodus) om te voorkomen dat het signaal wordt beschadigd door het dode element , of tijdens vermogensovergangen, of om te voorkomen dat het signaal circuits opstart die bedoeld zijn om inert te zijn.
Een andere handige functie is om het signaal te beperken; een buffer kan uitvoer leveren die gegarandeerd binnen een bekend bereik ligt (spannings-, stroom-, slew-rate-limieten) voor invoer aan lage snelheid, lage spanning of logische elementen die bepaalde potentiële signaalkenmerken niet verdragen.
Ten slotte loopt de integratie van het uitgangsvermogen in een operationele versterkerchip het risico van thermische terugkoppelingseffecten; een bufferversterker met koellichaam kan de perfecte eindtrap zijn, thermisch ver verwijderd van de gevoelige ingangspennen van de eerste trap versterker.
Antwoord
Buffers die direct na een opamp worden gebruikt en binnen de feedbacklus worden gebruikt, zijn een manier om de THERMISCHE VERVORMING van de signaalketen, zoals bijgedragen door de opamp, te minimaliseren.
Voor audiosignalen van gelijkstroom tot 1.000 Hz, en in het bijzonder voor 100Hz-signalen die onchip (in het silicium) voortplantingsvertragingen hebben THRU THE SILICON als warmte, die koppelen van de hete uitgangstransistors naar de ingangsdifferentiaalparen, moet jij als signaalintegriteitsontwerper de intermodulatie tussen lage- frequentie en hoogfrequente tonen in audio. En bij zeer nauwkeurige metingen wordt de bezinkingstijd verminderd door thermische uitval.