Spændingsfølger er simpelthen et kredsløb, hvor output følger input, betyder, at udgangsspænding forbliver den samme som indgangsspænding. Det er også almindeligt kendt som Unity gain Opamp Amplifier eller Opamp Buffer. Her konstruerer vi en spændingsfølger ved hjælp af Opamp LM741 og ser, hvordan dens output følger input. Vi diskuterede allerede om det i vores ikke-inverterende operationelle forstærker-tutorial, her bygger vi det med ægte hardware og tester det.
Komponenter, der kræves
- Opamp LM741 - 1 nr
- Potentiometer - 1 nr
- Modstand 1k - 1nos
- Indgang 9V DC
- Opamp Supply 12V DC
- Multimeter - 2 nr
- Tilslutning af ledninger
OP-forstærker IC LM741
LM741 operationel forstærker er en DC-koblet elektronisk spændingsforstærker med høj forstærkning. Det er en lille chip med 8 ben. En operationel forstærker IC anvendes som en komparator, der sammenligner det to signal, det inverterende og ikke-inverterende signal. I Op-amp IC 741 er PIN2 en inverterende indgangsterminal og PIN3 er ikke-inverterende indgangsterminal. Udgangsstiften på denne IC er PIN6. Hovedfunktionen ved denne IC er at udføre den matematiske operation i forskellige kredsløb.
Når spændingen ved ikke-inverterende indgang (+) er højere end spændingen ved inverterende indgang (-), er udgangen fra komparatoren høj. Og hvis spændingen for inverterende input (-) er højere end den ikke-inverterende ende (+), så er output lav. I dette trådløse switch-kredsløb bruges LM741 til at levere lav til høj urpuls til IC 4017 for hver gang, når man sender en hånd over LDR. Lær mere om Op-amp 741 her.
Pin diagram af LM741
Pin-konfiguration af LM741
|
PIN-NR. |
PIN-beskrivelse |
|
1 |
Offset null |
|
2 |
Inverterende (-) indgangsterminal |
|
3 |
ikke-inverterende (+) indgangsterminal |
|
4 |
negativ spændingsforsyning (-VCC) |
|
5 |
offset null |
|
6 |
Udgangsspændingsstift |
|
7 |
positiv spændingsforsyning (+ VCC) |
|
8 |
ikke forbundet |
Spændingsfølger kredsløb og dets arbejde
Som vi sagde, at det er en enhedsforstærker, forstærker forstærkerens forstærkning 1, og hvad der tilføres som input, kan modtages som output. Nedenfor er kredsløbsdiagrammet for Voltage Follower Circuit:
I ovenstående spændingsfølger kredsløb gives variabel input til den ikke-inverterende terminal på opamp, og den inverterende terminal får den negative feedback fra output. Ved at justere potentiometeret ved indgangen kan Vs varieres til forskellige værdier i området 0-9Vdc.
Gain (Av) = Vout / Vin Så, 1 = Vout / Vin Vin = Vout.
Vi kan sige, at output følger størrelsen af input. Da der ikke er nogen eksterne komponenter i feedback-kredsløbet, og forstærkningen er Unity (1), er denne spændingsfølger også kendt som Unity Gain Buffer.
Den indgangsimpedans af op-amp er meget høj, når en spændingsfølgeren eller enhed gevinst anvendes konfiguration. Nogle gange er indgangsimpedansen meget højere end 1 Megohm. Så på grund af høj indgangsimpedans kan vi anvende svage signaler på tværs af indgangen, og der strømmer ingen strøm i indgangsstiften fra signalkilden til forstærkeren. På den anden side er outputimpedansen meget lav, og den vil producere den samme signalindgang i output.
Spændingsfølger kredsløb bruges til at skabe isolation mellem to forskellige slags kredsløb. På grund af høj indgangsimpedans,, så er indgangsstrømmen meget lavere end udgangsstrømmen, mens udgangsspændingen følger indgangsspændingen. Så spændingsfølgeren giver stor effektforøgelse på tværs af dens output. På grund af denne opførsel kan spændingsfølger bruges som et bufferkredsløb og kan bruges til at isolere trin, mens der bygges flertrinsfiltre eller et andet flertrins kredsløb.