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电压跟随器秘笈(三),搞定电压跟随器跟随特性+电路原理

时间:2019-12-2, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

韩国漫画愉快的旅行44 www.ctxpbn.cn 电压跟随器跟随特性电路原理
何为电压跟随器、电压跟随器的主要用途以及电压跟随器的特点,是往期文章中的主要讲解内容。为进一步增进大家对电压跟随器的了解,本文将为大家介绍电压跟随器的跟随特性以及电压跟随器的电路原理。如果你对本文内容存在一定兴趣,不妨继续阅读以下正文部分哦。

一、电压跟随器的特点

电压跟随器具有高输入电阻、低输出电阻的特点。极端一点理解的话,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路,当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路,输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用,即使前、后级电路之间互不影响。而隔离作用就是将负载对输入端的影响隔离掉。电压跟随器的作用

在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。由于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。

在这里,电压跟随器的作用正好达到应用,把电路置于前级和功放之间,可以切断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。


二、电压跟随器的跟随特性

1、我们以CD电压跟随器为例来说明跟随特性

2、CD之所以具有电压跟随作用只要原因是它的输出在输入回路中,而且输出阻抗比较小,所以可以接电阻,但是接的电阻也不是没有限制的,有个最小限制的,因为若电阻太小的话,就没有了跟随特性了。图示中的电阻太小导致了下面的管子进入了线性区

3、电阻为1K时,输出电压为264mv

4、电阻为10K时,输出电压为637mv

5、电阻为50K时,输出电压为750mv

6、电阻为100K时,输出电压为769mv


7、从上面可以看到,当负载电阻越大时,则输出电压越高,说明跟随特性越好。为什么这么说呢?因为当负载越高时,流过负载的电流越少,则电流主要由恒流源负载管的电流决定,而恒流源负载管的电流恒定,说明输出跟随输入变化

三、电压跟随器的电路特点

共集电路的输入高阻抗,输出低阻抗的特性,使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用,能够使得后一级的放大电路更好的工作。举一个应用的典型例子:电吉他的信号输出属于高阻,接入录音设备或者音箱时,在音色处理电路之前加入这个电压跟随器,会使得阻抗匹配,音色更加完美。很多电吉他效果器的输入部分设计都用到了这个电路。

电压隔离器输出电压近似输入电压幅度,并对前级电路呈高阻状态,对后级电路呈低阻状态,因而对前后级电路起到“隔离”作用。

电压跟随器常用作中间级,以“隔离”前后级之间的影响,此时称之为缓冲级?;驹砘故抢盟氖淙胱杩垢吆褪涑鲎杩沟椭氐?。

电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点,可以极端一点去理解,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路,输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用,即使前、后级电路之间互不影响。

四、电压跟随器电路图的原理

电压跟随器是共集电极电路,信号从基极输入,射极输出,故又称射极输出器?;缪褂爰缂缪瓜辔幌嗤?,即输入电压与输出电压同相。这一电路的主要特点是:高输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为1,所以叫做电压跟随器。

那么电压跟随有什么作用呢?概括地讲,电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。共集电路的输入高阻抗,输出低阻抗的特性,使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用,能够使得后一级的放大电路更好的工作。举一个应用的典型例子:电吉他的信号输出属于高阻,接入录音设备或者音箱时,在音色处理电路之前加入这个电压跟随器,会使得阻抗匹配,音色更加完美。很多电吉他效果器的输入部分设计都用到了这个电路。电压隔离器输出电压近似输入电压幅度,并对前级电路呈高阻状态,对后级电路呈低阻状态,因而对前后级电路起到“隔离”作用。电压跟随器常用作中间级,以“隔离”前后级之间的影响,此时称之为缓冲级?;驹砘故抢盟氖淙胱杩垢吆褪涑鲎杩沟椭氐?。

电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点,可以极端一点去理解,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路,输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用,即使前、后级电路之间互不影响。射极跟随器又叫射极输出器,是一种典型的负反馈放大器。从晶体管的连接方法而言,它实际上是共集电极放大器。射极限随器实质上是一个电压串联负反馈放大器。反馈电压uf就是输出电压Usc即:因此,输入电压usr=ube+usc。通常Usc>Ube,忽略Ube不计,则usr≈usc。显然,这就意味着射极限随器的电压放大倍数近似等于1。

再看输出电压与输入电压的相位关系。当Usr增加时,ib、ie都增加,发射极电压ue(usc)也就增加。反之,Usr减小时Usc也减小。这说明输出电压与输入电压同相,正是因为不仅输出电压与输入电压大小相等,而且相位也相同。输出电压紧紧跟随输人电压而变化,我们把这种具有跟随特性的电路称为“射极限随器”。如上所述,射极限随器的电压放大倍数接近于1,没有电压放大能力。但射极跟随器以很小的输人电流却可以得到很大的输出电流(ie=(1+β)ib)。因此具有电流放大及功率放大作用。


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