電壓跟隨器設(shè)計要點

電壓跟隨器（Voltage Follower）是一種放大電路，其輸出電壓與輸入電壓相同或幾乎相同的情況下提供高輸入阻抗和低輸出阻抗。它的設(shè)計要點包括以下幾個方面：

1. 輸入阻抗：電壓跟隨器應(yīng)具有較高的輸入阻抗，以確保輸入信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。一種常用的實現(xiàn)方法是采用高阻抗的放大器輸入級別，例如使用運算放大器（Op-Amp）來實現(xiàn)。

2. 輸出阻抗：電壓跟隨器應(yīng)具有較低的輸出阻抗，以確保輸出信號的穩(wěn)定性和驅(qū)動能力，可直接連接到負載上。為了實現(xiàn)較低的輸出阻抗，通常需要采用輸出級的電流放大器或緩沖器來提供足夠的電流驅(qū)動能力。

3. 頻率響應(yīng)：電壓跟隨器的設(shè)計應(yīng)考慮其在整個頻率范圍內(nèi)的響應(yīng)。在高頻段，由于輸入和輸出電容以及放大器的帶寬限制，可能會出現(xiàn)頻率衰減。因此，在選擇放大器和其他元件時，需要考慮頻率響應(yīng)的需求。

4. 穩(wěn)定性：電壓跟隨器應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，以保持輸入和輸出之間的精確電壓跟隨關(guān)系。為了實現(xiàn)穩(wěn)定性，可以采取一些措施，如負反饋、穩(wěn)定電源等。

5. 溫度穩(wěn)定性：電壓跟隨器的設(shè)計要考慮溫度對電路性能的影響。選擇溫度穩(wěn)定性好的元件和采用合適的溫度補償技術(shù)，可以減小溫度變化對電路穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的影響。

總的來說，電壓跟隨器的設(shè)計要點是在滿足高輸入阻抗、低輸出阻抗、良好的頻率響應(yīng)、穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性等要求的基礎(chǔ)上，選擇合適的放大器和其他元件，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┍ＷC電路的性能和準(zhǔn)確性。

什么樣的電路中用到電壓跟隨器呢

電壓跟隨器在許多電路中都有廣泛的應(yīng)用。以下是一些常見的電路中可能會使用電壓跟隨器的情況：

1. 緩沖放大器：電壓跟隨器作為緩沖放大器可以將輸入信號的電壓放大并提供一個穩(wěn)定的輸出電壓，以驅(qū)動后續(xù)電路或負載。這種應(yīng)用常見于信號放大、傳輸和隔離的場合。

2. 模擬電壓源：電壓跟隨器可以作為一個模擬電壓源來提供穩(wěn)定的電壓輸出，例如用于傳感器信號的處理、參考電壓的提供等。

3. 驅(qū)動器/緩沖器：電壓跟隨器可以作為驅(qū)動器或緩沖器，將信號從一個電路傳遞到另一個電路中，確保信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

4. 傳感器接口：在一些傳感器接口電路中，為了保持傳感器輸出電壓的穩(wěn)定和準(zhǔn)確，常常使用電壓跟隨器來提高輸入阻抗并提供穩(wěn)定的電壓輸入。

5. 示波器輸入級：示波器通常采用電壓跟隨器作為其輸入級，以接收輸入信號并提供適當(dāng)?shù)姆糯蠛妥杩蛊ヅ洹?/p>

電壓跟隨器并非在所有電路中都必需的，其應(yīng)用取決于具體電路的設(shè)計需求和要求。因此，在設(shè)計電路時，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景來決定是否需要使用電壓跟隨器。

基于LM324的電壓跟隨器設(shè)計

LM324構(gòu)建一個電壓跟隨器，正負電源供電，輸出信號成線性下降，最后保持直流輸出或者是電壓跟隨器輸入輸出電壓不跟隨，這是怎么回事呢？是因為在同相端加個電阻到地。

因為電壓跟隨器輸入端輸入阻抗很高，同相輸入端懸空的時候，它上面的電壓是不確定的，所以輸出也是不確定的。故而不要讓同相輸入端懸空，在同相輸入端和地之間接一個電阻，這樣當(dāng)沒有輸入信號時，電阻可以讓同相輸入端保持0電位。電阻的大小，遠小于同相輸入端的輸入阻抗，遠大于信號源的輸出阻抗（一般大于10兆歐）。當(dāng)然也不能排除后級電路的影響哦。必要時要看一下阻抗匹配是否有問題；阻抗匹配（簡單地說，阻抗就是電阻加電抗，所以才叫阻抗；理論說，阻抗就是電阻、電容抗及電感扛在向量上的和）是信號傳輸過程中負載阻抗和信源內(nèi)阻抗之間的特定配合關(guān)系。一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應(yīng)滿足的某種關(guān)系，以免接上負載后對器材本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。對電子器件互連來說。

例如：信號源連放大器，前級連后級，只要后一級的輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗5-10倍以上，就可認為阻抗匹配良好；又比如：電吉他的信號輸出屬于高阻，接入錄音設(shè)備或者音箱時，在音色處理電路之前加入電壓跟隨器，會使得阻抗匹配，音色更加完美。

電壓跟隨電路，輸入電壓范圍是0~10v，經(jīng)R1、R2分壓后進入電壓跟隨器。但是輸出端最低電壓是0.35v左右；即便同相端直接接地，電壓跟隨器的輸出也是0.35v，不能到0v，那么這是什么原因呢？

原來對于運放來說，如果想要輸出跟隨接近從0到Vcc，你必須要選rail to rail input/ rail to rail output （軌到軌輸入/軌到軌輸出）的運放。當(dāng)然，更加有效的辦法是使用正負電源供電的運放。

五。輸入電壓的紋波在正常范圍內(nèi)，但是經(jīng)過電壓跟隨后，輸出電壓噪聲很大，這是怎么回事？

舉個例子如圖所示，R25的作用是消反射的，運放的5、6角理論上是電壓相同的，且輸入阻抗是無窮大！那么輸入信號的電流主要是通過R28流入地，也就是輸入點的電壓在WK-in點形成，理論上不會有電流流入R25，如果沒有R25那么信號就會100%反射到WK-in上，如果信號源的內(nèi)阻非常的大，也就是帶載的能力很差，反射的信號就會在R28的輸入點附近形成很強的發(fā)射震蕩也就是“回音”這樣的噪聲經(jīng)過放大就會使輸出信號質(zhì)量很差，R25和C12的接入可以把在5pin的反射信號有效地吸收，高頻的反射信號通過C12泄放到地（AGND）R25把反射的信號阻隔在5pin的輸入端。

編輯：黃飛