电压跟随器芯片 什么是电压跟随器


电压维持器,一种电路设计,其特性为输入与输出电压相等且保持一致。

此电路设计具备高输入阻抗与低输出阻抗的特点,其电压增益恒定为1。这意味着电压维持器对输入电压信号的干扰微乎其微,输出电压与输入电压等值相应,并且输出电流具备较高的数值可能性。下面是一张由运放所构造的电压维持器的图示。

电压维持器的特色分析

①实现了功率与电流的有效增益

②其输出阻抗较同类电路较低

③其设计初衷不会增大或减弱原有信号的电压振幅

④它成功地消除了因输出产生的附加负担

⑤尽管高频噪声存在,但此维持器却无法对其起到过滤作用

⑥拥有高输入阻抗的属性,使得电路更为稳定

⑦单位传输增益的配置,确保了信号的准确传递

电压维持器如其名所示,主要应用于将高阻抗的电压信号转换为低阻抗的电压源。

在采集电压信号时,由于信号源的阻抗通常较高,例如我们想要从10Ω负载上获取2.5V的电压,当只有5V电源可用时,我们可以通过电阻分压的方式实现。使用两个串联的10KΩ电阻可以得到2.5V的电压,并利用电压维持器为10Ω负载供电。

因为电压维持备极高的输入阻抗,它能使维持器的电压稳定维持在2.5V。如果没有采用这种电压维持器,当试图给10Ω负载提供2.5V的电压时,我们将不得不再次使用一个与负载电阻相匹配的分压电阻。这不仅会消耗一半的功率在分压电阻上,而且当负载电阻发生变化时,还需调整分压电阻的阻值。

通过使用电压维持器,我们只需确保运算放大器的输入电压保持不变。如此一来,即便负载发生改变,也不会对电源造成较大的影响。

一、电压维持器有助于减少电流消耗

在前文中提到,维持器放大器的输入阻抗极高。这种高阻抗究竟有何用途呢?继续以两个10KΩ电阻进行分压得到2.5V为例。假设维持器放大器的输入端输入阻抗为100MΩ,那么与10KΩ电阻的等效并联阻抗将趋近于10KΩ。在此情况下,电压将稳定在2.5V。

如果不使用电压维持器,假设我们使用ADC来采集这个电压。由于ADC的采集特性,在采集过程中会对通道上的输入电容进行充电。虽然这个电容的容量并不大,但由于其快速抽取电流的能力,可能会导致两个10K电阻上的电流不平衡,进而使电压偏离2.5V。

二、电压维持器可降低输出阻抗