Buffer di tensione
Transistor buffer di tensione
Un amplificatore buffer (a volte chiamato semplicemente buffer) è un amplificatore che fornisce la trasformazione dell’impedenza elettrica da un circuito a un altro, con lo scopo di evitare che la sorgente del segnale sia influenzata da qualsiasi corrente (o tensione, per un buffer di corrente) con cui il carico può essere prodotto. Il segnale viene “tamponato” dalle correnti di carico. Esistono due tipi principali di buffer: il buffer di tensione e il buffer di corrente.
Un amplificatore buffer di tensione è utilizzato per trasferire una tensione da un primo circuito, con un alto livello di impedenza di uscita, a un secondo circuito con un basso livello di impedenza di ingresso. L’amplificatore buffer interposto impedisce che il secondo circuito carichi il primo circuito in modo inaccettabile e interferisca con il suo funzionamento desiderato, poiché senza il buffer di tensione la tensione del secondo circuito è influenzata dall’impedenza di uscita del primo circuito (in quanto è più grande dell’impedenza di ingresso del secondo circuito). Nel buffer di tensione ideale nel diagramma, la resistenza d’ingresso è infinita e la resistenza d’uscita zero (l’impedenza d’uscita di una sorgente di tensione ideale è zero). Altre proprietà del buffer ideale sono: perfetta linearità, indipendentemente dalle ampiezze del segnale; e risposta istantanea dell’uscita, indipendentemente dalla velocità del segnale d’ingresso.
Amplificatore operazionale
Introduzione Ⅰ Amplificatore OP a inseguimento di tensione Ⅱ Caratteristiche dell’inseguitore di tensione 2.1 Corrispondenza dell’impedenza dell’amplificatore operazionale 2.2 Amplificatore tampone e amplificatore di isolamento Ⅲ Analisi del circuito dell’amplificatore operazionale 3.1 Tensione e carico dell’amplificatore operazionale 3.2 Stabilità dell’inseguitore di tensione dell’amplificatore operazionale 3.3 Problema della differenza di fase dell’amplificatore operazionale 3.4 Aggiunta della resistenza di feedback Ⅳ Applicazione dell’inseguitore di tensione dell’amplificatore operazionale
IntroduzioneConosci l’amplificatore buffer o l’amplificatore di isolamento? L’amplificatore operazionale è un dispositivo estremamente efficiente e versatile. Come tutti sappiamo, l’amplificatore operazionale è un componente che amplifica il segnale debole, che può essere fatto in diverse forme secondo i requisiti del circuito, e il voltage follower è uno di loro. La maggior parte dei circuiti ad inseguimento di tensione userà un Op-amp. Un inseguitore è specificamente un amplificatore operazionale cablato per avere un guadagno di +1. Cioè, l’uscita ha la stessa polarità e tensione dell’ingresso. Cioè, il segnale di uscita è esattamente lo stesso del segnale di ingresso. Qui l’inseguitore di tensione op amp è usato per isolare il segnale e migliorare la capacità di carico.
Buffer ad alta tensione
Un amplificatore buffer (a volte chiamato semplicemente buffer) è un amplificatore che fornisce la trasformazione dell’impedenza elettrica da un circuito a un altro, con lo scopo di evitare che la fonte del segnale sia influenzata da qualsiasi corrente (o tensione, per un buffer di corrente) con cui il carico può essere prodotto. Il segnale viene “tamponato” dalle correnti di carico. Esistono due tipi principali di buffer: il buffer di tensione e il buffer di corrente.
Un amplificatore buffer di tensione è utilizzato per trasferire una tensione da un primo circuito, con un alto livello di impedenza di uscita, a un secondo circuito con un basso livello di impedenza di ingresso. L’amplificatore buffer interposto impedisce che il secondo circuito carichi il primo circuito in modo inaccettabile e interferisca con il suo funzionamento desiderato, poiché senza il buffer di tensione la tensione del secondo circuito è influenzata dall’impedenza di uscita del primo circuito (in quanto è più grande dell’impedenza di ingresso del secondo circuito). Nel buffer di tensione ideale nel diagramma, la resistenza d’ingresso è infinita e la resistenza d’uscita zero (l’impedenza d’uscita di una sorgente di tensione ideale è zero). Altre proprietà del buffer ideale sono: perfetta linearità, indipendentemente dalle ampiezze del segnale; e risposta istantanea dell’uscita, indipendentemente dalla velocità del segnale d’ingresso.
Amplificatore differenziale
Anche se un guadagno di 1 non dà alcuna amplificazione di tensione, un buffer è estremamente utile perché impedisce che l’impedenza di ingresso di uno stadio carichi l’impedenza di uscita dello stadio precedente, il che causa una perdita indesiderata di trasferimento del segnale. Abbiamo trattato ampiamente questo concetto nella sezione Trasferimento massimo del segnale e minimizzazione del carico interstadio.
Abbiamo menzionato nella sezione Op-Amp ideale che l’op-amp cambierà la sua tensione di uscita fino a quando i due ingressi saranno uguali. Ora abbiamo la prima opportunità di vedere come funziona perché questo circuito ha una retroazione ad anello chiuso dall’uscita dell’op-amp a uno dei suoi ingressi. Costruiamo prima un modello qualitativo e intuitivo prima di elaborare la matematica.
Nel mondo reale, gli op-amp hanno un prodotto finito di guadagno-larghezza di banda, quindi il processo del modello intuitivo avviene più letteralmente in un periodo di tempo finito. Possiamo simulare questo usando un op-amp che ha un prodotto finito di guadagno-larghezza di banda di 1 GHz, e passando un segnale di ingresso di 100 MHz di onda quadra:
In un op-amp del mondo reale con un prodotto finito di guadagno-banda, la configurazione del buffer di tensione ha un guadagno ad anello chiuso di 1, quindi la larghezza di banda è uguale al prodotto di guadagno-banda. Provate questa simulazione con un op-amp da 10 MHz GBW e osservate che il guadagno è piatto fino a raggiungere un angolo a 10 MHz:
