Esto puede parecer una pregunta tonta, pero acabo de enterarme de los búferes y me enteré de que tienen el mismo Vin y Vout del amplificador que proporciona un valor de fuente de voltaje casi idéntico a el siguiente amplificador operacional o sensor. Pero no entiendo por qué usamos esto en primer lugar.
Si desea amplificar su señal en primer lugar, ¿por qué no conecta directamente un amplificador no inversor o inversor para amplificar directamente? la señal de inmediato?
¿Por qué tienes que poner un búfer y luego pasar tu señal al siguiente opamp para amplificar la señal? ¿No tendría más sentido usar directamente el amplificador sin búfer conectado a una fuente que desea medir y amplificar directamente la señal?
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Hay varias formas de» amplificar «una señal, no solo su amplitud es importante. Los búferes esencialmente amplifican la» corriente «o la» potencia de entrada «. Por lo general, tienen una impedancia de entrada muy alta y una capacitancia de entrada baja, por lo que no cargan mucho la fuente de señal incluso a altas frecuencias. Al mismo tiempo, tienen una impedancia de salida bastante baja (el objetivo típico es 50 ohmios), por lo que pueden conducir cables coaxiales y «entregar» la señal a distancias justas sin distorsiones, como en las sondas de osciloscopio «activas». Este es el propósito principal de los «búferes».
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Por qué ¿Tienes que poner un búfer y luego pasar tu señal al siguiente opamp para amplificar la señal? ¿No tendría más sentido usar directamente el amplificador sin búfer conectado a una fuente que desea medir y amplificar directamente la señal?
No «No tengo que hacerlo, a veces. Pero hay otras ocasiones en las que lo hace. Depende de cómo quieras procesar la señal.
Digamos que tienes una fuente que no quieres cargar en absoluto, por lo que necesitarías una alta impedancia de entrada para tu amplificador. Si Si está contento de que el amplificador tenga ganancia no inversora, entonces puede construirlo con ganancia y aún tener una alta impedancia de entrada. Si desea invertir la ganancia, digamos que desea sumar varias señales juntas, entonces una etapa de ganancia inversora tiene una impedancia de entrada baja y debe precederla con una etapa de búfer.
simular este circuito – Esquema creado con CircuitLab
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Un búfer es una forma de servocontrol. La entrada al búfer está diseñada para que consuma muy poca energía, facilitando así la vida del amplificador operacional que proporciona la señal de entrada. Pero la salida es capaz de entregar mucha potencia a la carga aguas abajo, incluso si la carga es difícil debido a la baja impedancia o la impedancia dependiente de la frecuencia. Puede que no cambie el voltaje, pero protege la fuente de señal para que no sienta la impedancia que presenta la carga.
Es similar a la dirección asistida o los frenos asistidos en un automóvil. Aún controlas el auto con el volante y el freno, pero la asistencia eléctrica facilita el movimiento del control.
Comentarios
- I ' No estoy seguro de que la analogía sea correcta. La dirección asistida es una forma de amplificador muscular. También lo son los frenos hidráulicos. Amplifican la " potencia " del músculo.
- Sí, y probablemente utilicé el servo incorrectamente. Aparentemente, solo los sistemas mecánicos pueden ser " servo-mecanismo ". Pero el punto que estaba tratando de hacer es que con o sin dirección asistida, el volante se manipularía en el mismo lugar para controlar el automóvil. Simplemente sería más difícil. Entonces, en mi mente, el voltaje es como la posición de la rueda y el esfuerzo es como la salida de corriente del búfer.
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Los amplificadores cumplen muchas funciones; hacer una señal más grande o más pequeña, o cambiar de baja impedancia a alta impedancia, o de alta impedancia (fuente de corriente) a baja impedancia (fuente de voltaje).
Una función útil de un búfer (ganancia de voltaje de 1) el amplificador es para evitar que las señales interferentes en la etapa 2 se propaguen a la etapa 1 de una cadena de procesamiento de señales. Por lo tanto, un búfer entre una fuente y una conexión de cable largo servirá para evitar que la captación similar a una antena en el cable perturbe la fuente. Las salidas de búfer se pueden probar de forma segura sin perturbar el funcionamiento del dispositivo. Una salida de búfer puede activar un escudo para minimizar o anular las corrientes capacitivas parásitas.
Se puede usar un búfer antes de un elemento que tiene varios estados (como, modo de suspensión de baja potencia) para proteger la señal de que el elemento muerto la corrompa , o durante las transiciones de potencia, o para evitar que la señal encienda los circuitos destinados a ser inertes.
Otra función útil es limitar la señal; un búfer puede entregar una salida que está garantizada dentro de un rango conocido (voltaje, corriente, límites de velocidad de respuesta) para la entrada a elementos de baja velocidad, bajo voltaje o lógicos que no toleran algunas características de señal potencial.
Finalmente, integrar la salida de potencia en un chip amplificador operacional corre el riesgo de efectos de retroalimentación térmica; un amplificador de búfer con disipador térmico puede ser la etapa de salida perfecta, térmicamente distante de los pines de entrada sensibles del amplificador de primera etapa.
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Los búferes que se usan justo después de un opamp, y se usan dentro del bucle de retroalimentación, son una forma de minimizar la DISTORCIÓN TÉRMICA de la cadena de señal según lo contribuya el opamp.
Para señales de audio de CC a 1,000Hz, y particularmente para señales de 100Hz que tienen retardos de propagación en el chip (en el silicio) a través del silicio como calor, que se acoplan desde los transistores de salida caliente a los pares diferenciales de entrada, usted como diseñador de integridad de señal necesita evaluar la intermodulación entre baja frecuencia y tonos de alta frecuencia en audio. Y en mediciones de alta precisión, el tiempo de asentamiento será degradado por colas térmicas.