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跟随器

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跟随器分为电压跟随器和电流跟随器,跟随器是一种电子线路。理想的电压跟随器应具有输入阻抗R1v趋于无穷大、输出阻抗Rov = 0和正向电压传输系数Av=1三个基本特征。射极输出器就是一种非常接近理想特征,具有工程应用价值的电压跟随器。

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跟随器简介

  跟随器分为电压跟随器和电流跟随器,跟随器是一种电子线路。理想的电压跟随器应具有输入阻抗R1v趋于无穷大、输出阻抗Rov = 0和正向电压传输系数Av=1三个基本特征。射极输出器就是一种非常接近理想特征,具有工程应用价值的电压跟随器。

  定义

  跟随器是一种电子线路,其输出信号基本等同于输入信号,但提高了带负载能力,广泛存在于各类电子线路中。射极输出器之所以能成为电压跟随器,就是因为放大电路中存在100%的电压串联负反馈。而要使放大电路成为电流跟随器,就应该在放大电路中存在100%的电流并联负反馈 。

跟随器百科

  跟随器分为电压跟随器和电流跟随器,跟随器是一种电子线路。理想的电压跟随器应具有输入阻抗R1v趋于无穷大、输出阻抗Rov = 0和正向电压传输系数Av=1三个基本特征。射极输出器就是一种非常接近理想特征,具有工程应用价值的电压跟随器。

  定义

  跟随器是一种电子线路,其输出信号基本等同于输入信号,但提高了带负载能力,广泛存在于各类电子线路中。射极输出器之所以能成为电压跟随器,就是因为放大电路中存在100%的电压串联负反馈。而要使放大电路成为电流跟随器,就应该在放大电路中存在100%的电流并联负反馈 。

  电压跟随器

  原理电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1 。

  特性电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低 。

  用途在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为,电压放大器的输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证 。电压跟随器的另外一个作用就是隔离,在HI-FI电路中,关于负反馈的争议已经很久了,其实,如果真的没有负反馈的作用,相信绝大多数的放大电路是不能很好的工作的。但是由于引入了大环路负反馈电路,扬声器的反电动势就会通过反馈电路,与输入信号叠加。造成音质模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路,试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。但是,由于放大器的末级的工作电流变化很大,其失真度很难保证 。电压跟随器的作用达到更好应用,把电路置于前级和功放之间,可以切断呀扬声器的反电动势对前级的干扰作用,使音质的清晰度得到大幅度提高 。

  电流跟随器

  原理电流跟随器实际上就是BJT基极接地(CB)的一种放大电路。因为这种接法的直流电流增益接近1(总小于1),即无电流增益,则输出电流近似等于输入电流,故称这种基极接地的工作组态为电流跟随器 。

  特性这种基本组态虽然没有电流增益,但是由于其输出电阻很高(因为共基极组态的输出电流基本上不受Early效应的影响),则存在一定的电压增益;并且其频率响应特性较好(因为集电结电容不是密勒电容),所以在某些放大电路中仍然被广泛采用着 。

  用途隔离、长距离控制,由于长距离控制存在很大的线路阻抗损耗,用电压源会造成控制终端电压因损耗过低,用电流源就可以很好解决 。根据四端网络理论,一个放大器的输入与输出间的正向转换关系无非是下列四种形式。电压一电压转换器,即电压控制电压源,常用符号vcvs表示,其传输函数为电压放大系数,电路特点是输人阻抗高和输出阻抗低。一般电压放大器属此类型 。电流一电流转换器,即电流控制电流源,常用符号CCVS表示。其传输函数称为电流放大系数,电路特点是输人阻抗低和输出阻抗高。一般电流放大器属此类型 。电压一电流转换器,即电压控制电流源,常用符号VCCS表示。其传输函数为跨导,电路特点是输人阻抗和输出阻抗均高。近年来发展很快的跨导放大器属此类型 。电流一电压转换器,即电流控制电压源,常用符号CCVS表示。其传输函数为互阻抗,电路特点是输人和输出阻抗均低。互阻抗放大器属此类型 。有了相互对偶的电压跟随器和电流跟随器之后,可以根据信号源阻抗、负载阻抗和信号传送时的周围环境等因素,选择一种由它们组成的最有利的配置(configuration)对信号进行放大或传送。四种放大器的V.F和C. F.配置。国外已有由运放器组成的V. F.和C.F.单片集成电路,且四种放大器的传输函数仅取决于一个或两个外接电阻,故使用极为方便 。

  电压跟随器与运放的区别

  电压跟随器为单端输入,而运放电路是差分输入;电压跟随器的电压增益为1,而运放电路的电压增益可以在很大范围内根据需要设定。

  电压跟随器就是输出电压随输入电压而变化的电路,理想的电压跟随器输出电压和输入电压是相同的,例如用运放搭成的电压跟随器,用三极管搭成的简易电压跟随器输出电压和输入电压之间要相差一个PN结的正向导通电压。电压跟随器的主要功能是阻抗变换,即增大输入阻抗减小输出阻抗。

  运放就是一种将微弱信号放大的元件,根据电路要求可以结成不同的形式,而电压跟随器就是其中的一种,输出信号和输入信号是完全一样的,用于将信号隔离,增强它的带负载能力

  [电压跟随器原理]电压跟随器的原理及电路

  篇一 : 电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗,是最常用的阻抗变换和匹配电路。[)电压跟随器常用作电路的输入缓冲级和输出缓冲级,如图9-28所示。作为整个电路的高阻抗输入级,可以减轻对信号源的影响。作为整个电路的低阻抗输出级,可以提高带负载的能力。电压跟随器一般由晶体管或集成运算放大器构成。

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  (1)晶体管射极跟随器

  晶体管构成的电压跟随器的典型电路如图9-29所示。R1为基极偏置电阻,R2为发射极电阻,C1、C2分别为输入、PCF8583T输出耦合电容。由于电路的输出电压Uo从晶体管VT的发射极引出,并且输出电压Uo与输入电压配相位相同、幅度也大致相同,所以晶体管电压跟随器又叫做射极跟随器。

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  射极跟随器对交流而言,电源相当于短路,晶体管VT的集电极是接地的,因此这是一个共集电极电路。()图9-30为其交流等效电路。

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  射极跟随器具有输入阻抗很高、输出阻抗很低的显著特点,如图9-31所示。

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  输入阻抗Ri是指从电路输入端看进去的阻抗,等于输入电压Ui

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  与输入电流Ib之比,即Ri=Ui/Ib。[]射极跟随器实质上是一个电压反馈系数F=l的串联电压负反馈放大器,输出电压Uo全部作为负反馈电压Uβ反馈到输入回路,抵消了绝大部分输入电压Ui,所以Ib很小。根据Ri=Ui/Ib可知,射极跟随器的输入阻抗Ri是很高的,可达几百干欧。

  输出阻抗Ro是指从电路输出端看进去的阻抗。需要注意的是,输出阻抗Ro并不等于发射极电阻Re,它等于由于负载变化引起的输出电压变化量△Uo与输出电流变化量△Io之比,即Ro=△Uo/△Io。这个特性也是由于电路的强负反馈作用。当负载变化引起输出电压Uo下降时,输入电压配被负反馈抵消的部分也随之减少,使得Uo回升,最终保持Uo基本不变。当负载变化引起输出电压Uo上升时,负反馈电压也随之增大,同样使得Uo保持基本不变。这就意味着射极跟随器的输出阻抗Ro是很小的,一般仅为几十欧。

  (2)集成运放电压跟随器

  由于集成运放具有极高的开环增益,所以集成运放电压跟随器的性能非常接近理想状态,并且无外围元件,无须调整,这是晶体管电压跟随器(射级跟随器)所无法比拟的。集成运放电压跟随器得到了越来越广泛的应用。

  集成运放电压跟随器电路如图9-32所示。它实际上就是Rf=0,R1=∞,反馈系数F=l时的同相输入放大器。由于集成运放本身的高增益特性,用集成运放构成的电压跟随器具有极高的输入阻抗,几乎不

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  从信号源汲取电流,同时具有极低的输出阻抗,向负裁输出电流时几乎不在内部引起电压降,可视为电压源。()

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  (3)电压跟随器的等效电路

  若在同相放大器中的置R1=∞和R2=0,就是成为单位增益放大器,或电压跟随器如图1.8(a)所示。值得注意的是,这个电路有运算放大器和将输出完全反馈到输入的一根导线所组成。这种闭环参数是:

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  等效电路如图(b)所示,作为一个电压放大器,这个跟随器并没有尽职,因为它的增益仅仅为1。然而,它的特长是起到一个阻抗变换的作用。因为从它的输入看进去,它是一个开路;而从它的输出端看进去是短路,源值为V0=Vi。

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  为了领会这个特点,现在考虑一个源,其电压为Vs,要将其跨接在某一个负载RL上。()如果这个源始理想的,那么要做的就是用一根导线将两者连接起来。然而,就是这个源有非零输出电阻Rs,如下图(a)所示,那么Rs和RL将构成电压分压器,VL的幅度一定会小于Vs的幅度,这是由于在Rs上的压降关系。现在用一个电压跟随器来替换这跟导线如图(b)所示,因为这个跟随器有Ri=∞,在输入端部存在加载,所以VI=VS。再者,因为跟随器有Ro=0,从输出端口也不存在加载,所以VL=VI=VS,这表明现在RL接受了全部原电源电压而且无任何损失。因此,这个电压跟随器的作用就是在源和负载之间起到一个缓冲作用。

  电压跟随器原理 电压跟随器的原理及电路

  还能观察到,现在源没有输送出任何电流,所以也不存在功率损耗,而在上图(a)电路中却存在。由RL所吸收的电流和功率现在是由运算放大器提供的,而则个还是从运算放大器的电源取得的,不过在图中并没有明确表示出来。因此,除了将UL完全恢复到VS值之外,跟随器还免除了Vs提供任何功率。

  篇二 : 电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器的原理及电路

  电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗,是最常用的阻抗变换和匹配电路。电压跟随器常用作电路的输入缓冲级和输出缓冲级,如图9-28所示。作为整个电路的高阻抗输入级,可以减轻对信号源的影响。作为整个电路的低阻抗输出级,可以提高带负载的能力。电压跟随器一般由晶体管或集成运算放大器构成。

  

  (1)晶体管射极跟随器

  晶体管构成的电压跟随器的典型电路如图9-29所示。R1为基极偏置电阻,R2为发射极电阻,C1、C2分别为输入、PCF8583T输出耦合电容。由于电路的输出电压Uo从晶体管VT的发射极引出,并且输出电压Uo与输入电压配相位相同、幅度也大致相同,所以晶体管电压跟随器又叫做射极跟随器。

  

  射极跟随器对交流而言,电源相当于短路,晶体管VT的集电极是接地的,因此这是一个共集电极电路。图9-30为其交流等效电路。

  

  射极跟随器具有输入阻抗很高、输出阻抗很低的显著特点,如图9-31所示。

  

  输入阻抗Ri是指从电路输入端看进去的阻抗,等于输入电压Ui

  与输入电流Ib之比,即Ri=Ui/Ib。射极跟随器实质上是一个电压反馈系数F=l的串联电压负反馈放大器,输出电压Uo全部作为负反馈电压Uβ反馈到输入回路,抵消了绝大部分输入电压Ui,所以Ib很小。根据Ri=Ui/Ib可知,射极跟随器的输入阻抗Ri是很高的,可达几百干欧。

  输出阻抗Ro是指从电路输出端看进去的阻抗。需要注意的是,输出阻抗Ro并不等于发射极电阻Re,它等于由于负载变化引起的输出电压变化量△Uo与输出电流变化量△Io之比,即Ro=△Uo/△Io。这个特性也是由于电路的强负反馈作用。当负载变化引起输出电压Uo下降时,输入电压配被负反馈抵消的部分也随之减少,使得Uo回升,最终保持Uo基本不变。当负载变化引起输出电压Uo上升时,负反馈电压也随之增大,同样使得Uo保持基本不变。这就意味着射极跟随器的输出阻抗Ro是很小的,一般仅为几十欧。

  (2)集成运放电压跟随器

  由于集成运放具有极高的开环增益,所以集成运放电压跟随器的性能非常接近理想状态,并且无外围元件,无须调整,这是晶体管电压跟随器(射级跟随器)所无法比拟的。集成运放电压跟随器得到了越来越广泛的应用。

  集成运放电压跟随器电路如图9-32所示。它实际上就是Rf=0,R1=∞,反馈系数F=l时的同相输入放大器。由于集成运放本身的高增益特性,用集成运放构成的电压跟随器具有极高的输入阻抗,几乎不

  从信号源汲取电流,同时具有极低的输出阻抗,向负裁输出电流时几乎不在内部引起电压降,可视为电压源。

  

  (3)电压跟随器的等效电路

  若在同相放大器中的置R1=∞和R2=0,就是成为单位增益放大器,或电压跟随器如图1.8(a)所示。值得注意的是,这个电路有运算放大器和将输出完全反馈到输入的一根导线所组成。这种闭环参数是:

  

  等效电路如图(b)所示,作为一个电压放大器,这个跟随器并没有尽职,因为它的增益仅仅为1。然而,它的特长是起到一个阻抗变换的作用。因为从它的输入看进去,它是一个开路;而从它的输出端看进去是短路,源值为V0=Vi。

  

  

  为了领会这个特点,现在考虑一个源,其电压为Vs,要将其跨接在某一个负载RL上。如果这个源始理想的,那么要做的就是用一根导线将两者连接起来。然而,就是这个源有非零输出电阻Rs,如下图(a)所示,那么Rs和RL将构成电压分压器,VL的幅度一定会小于Vs的幅度,这是由于在Rs上的压降关系。现在用一个电压跟随器来替换这跟导线如图(b)所示,因为这个跟随器有Ri=∞,在输入端部存在加载,所以VI=VS。再者,因为跟随器有Ro=0,从输出端口也不存在加载,所以VL=VI=VS,这表明现在RL接受了全部原电源电压而且无任何损失。因此,这个电压跟随器的作用就是在源和负载之间起到一个缓冲作用。

  

  还能观察到,现在源没有输送出任何电流,所以也不存在功率损耗,而在上图(a)电路中却存在。由RL所吸收的电流和功率现在是由运算放大器提供的,而则个还是从运算放大器的电源取得的,不过在图中并没有明确表示出来。因此,除了将UL完全恢复到VS值之外,跟随器还免除了Vs提供任何功率。

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