Isso pode soar como uma pergunta idiota, mas eu acabei de aprender sobre buffers e descobri que eles têm o mesmo Vin e Vout do amplificador fornecendo valor de fonte de tensão quase idêntico para o próximo amplificador operacional ou sensor. Mas eu não entendo por que usamos isso em primeiro lugar.
Se você quer amplificar seu sinal em primeiro lugar, por que você não conecta diretamente um amplificador não inversor ou inversor para amplificar diretamente o sinal imediatamente?
Por que você tem que colocar um buffer e, em seguida, passar seu sinal para o próximo opamp para amplificar o sinal? Não faria mais sentido usar diretamente o amplificador sem buffer conectado a uma fonte que você deseja medir e amplificar diretamente o sinal?
Resposta
Existem várias maneiras de” amplificar “um sinal, não apenas sua amplitude é importante. Os buffers basicamente amplificam a” corrente “ou” potência de entrada “. Eles normalmente têm uma impedância de entrada muito alta e uma capacitância de entrada baixa, portanto, eles não carregam muito a fonte de sinal, mesmo em altas frequências. Ao mesmo tempo, eles têm uma impedância de saída bastante baixa (a meta típica é 50 Ohms), de modo que podem acionar cabos coaxiais e “entregar” o sinal a distâncias razoáveis sem distorções, como nas pontas de prova de osciloscópio “ativas”. Este é o objetivo principal dos “buffers”.
Resposta
Por que você tem que colocar um buffer e depois passar seu sinal para o próximo opamp para amplificar o sinal? Não faria mais sentido usar diretamente o amplificador sem buffer conectado a uma fonte que você deseja medir e amplificar diretamente o sinal?
Você não “t tem que, às vezes. Mas há outras ocasiões em que você o faz. Depende de como você deseja processar o sinal.
Digamos que você tenha uma fonte que não deseja carregar, então você precisa de uma alta impedância de entrada para o seu amplificador. “Fico feliz que o amplificador tenha ganho não inversor, então você pode construí-lo com ganho e ainda ter uma impedância de entrada alta. Se você quiser inverter o ganho, digamos que você queira adicionar vários sinais juntos, então um estágio de ganho de inversão tem uma baixa impedância de entrada e você precisa precedê-lo com um estágio de buffer.
simular este circuito – Esquema criado usando CircuitLab
Resposta
Um buffer é uma forma de controle servo. A entrada para o buffer é projetada para que consuma muito pouca energia, facilitando a vida do amplificador operacional que fornece o sinal de entrada. Mas a saída é capaz de fornecer muita energia para a carga downstream, mesmo se a carga for difícil devido à baixa impedância ou impedância dependente da frequência. Pode não alterar a tensão, mas protege a fonte do sinal de sentir a impedância apresentada pela carga.
É semelhante à direção hidráulica ou aos freios hidráulicos de um carro. Você ainda controla o carro com o volante e o freio, mas o assistente hidráulico torna mais fácil mover o controle.
Comentários
- I ' Não tenho certeza se a analogia está correta. A direção hidráulica é uma forma de amplificador muscular. O mesmo acontece com os freios hidráulicos. Eles amplificam os músculos " força ".
- Sim e provavelmente usei o servo incorretamente. Aparentemente, apenas os sistemas mecânicos podem ser " servomecanismo ". Mas o que eu estava tentando enfatizar é que, com ou sem direção hidráulica, o volante seria colocado no mesmo local para controlar o carro. Seria apenas mais difícil. Portanto, em minha mente, a tensão é como a posição da roda e o esforço é como a saída de corrente do buffer.
Resposta
Amplificadores têm várias funções; tornando um sinal maior ou menor, ou mudando de baixa impedância para alta impedância, ou de alta impedância (fonte de corrente) para baixa impedância (fonte de tensão).
Uma função útil de um buffer (ganho de tensão de 1) amplificador evita que sinais de interferência no estágio 2 se propaguem para o estágio 1 de uma cadeia de processamento de sinal. Portanto, um buffer entre uma fonte e uma conexão de fio longo servirá para evitar que a captação semelhante a uma antena no fio perturbe a fonte. As saídas do buffer podem ser sondadas com segurança sem perturbar a operação do dispositivo. Uma saída de buffer pode conduzir uma blindagem para minimizar ou nulo correntes capacitivas parasitas.
Pode-se usar um buffer antes de um elemento que tem vários estados (como modo de espera de baixa potência) para proteger o sinal de ser corrompido pelo elemento morto , ou durante as transições de energia, ou para evitar que o sinal ligue os circuitos que deveriam ser inertes.
Outra função útil é limitar o sinal; um buffer pode fornecer saída garantida dentro de uma faixa conhecida (tensão, corrente, limites de taxa de variação) para entrada em baixa velocidade, baixa tensão ou elementos lógicos que são intolerantes a algumas características potenciais do sinal.
Finalmente, integrar a saída de potência em um chip amplificador operacional corre o risco de efeitos de feedback térmico; um amplificador de buffer com dissipador de calor pode ser o estágio de saída perfeito, termicamente distante dos pinos de entrada sensíveis do amplificador de primeiro estágio.
Resposta
Buffers usados logo após um opamp, e usados dentro do loop de feedback, são uma maneira de minimizar a DISTORÇÃO TÉRMICA da cadeia de sinal conforme contribuída pelo opamp.
Para sinais de áudio DC a 1.000 Hz, e particularmente para sinais de 100 Hz que têm atrasos de propagação onchip (no silício) ATRAVÉS DO SILÍCIO como calor, que se acopla dos transistores de saída quentes aos pares diferenciais de entrada, você como designer de integridade de sinal precisa avaliar a intermodulação entre freqüência e tons de alta freqüência em áudio. E em medições de alta precisão, o tempo de acomodação será degradado por caudas térmicas.