Czy ten problem z obwodem ma rozwiązanie bez wzmacniacza operacyjnego?


9

Omówiłem definicję obserwatora napięcia na tej stronie http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-follower

Przedstawiono podstawowy problem, a jako rozwiązanie zastosowano zwalniacz napięcia wzmacniacza operacyjnego.

Czy można rozwiązać ten problem bez wzmacniacza operacyjnego?

wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj


Pytasz ze względów praktycznych, czy tylko z ciekawości? Jestem pewien, że wzmacniacz operacyjny jest najlepszym sposobem na poradzenie sobie z tym. Ale jeśli napięcie nie musi być zbyt dokładne, może to być możliwe za pomocą kilku tranzystorów.
— mkeith

8
Dla znanego, stałego obciążenia jest to trywialnie rozwiązane, po prostu uwzględniając obciążenie w obliczeniach dzielnika. Używasz systemu sprzężenia zwrotnego (wzmacniacz operacyjny lub inny) do nieswoistego lub zmiennego obciążenia.
— Chris Stratton

3
Jakie jest tutaj prawdziwe pytanie? Nie wszyscy klikną link, aby się dowiedzieć.
— Sean87

4
Tak mniej wiecej. W przeciwieństwie do rysunku, który wyraźnie pokazuje stały opór obciążenia. Dla przedstawionego stałego obciążenia można wytworzyć górny opornik 100 omów (przy odpowiedniej mocy znamionowej!) I pozostawić miejsce na dolny opornik niezajęty. Ale wiele rzeczywistych obciążeń różni się w użyciu.
— Chris Stratton

5
Tak. W zależności od RZECZYWISTEGO celu i tego, co jest dostępne, obwód ten można zastąpić wieloma rzeczami. Na przykład można zastąpić wzmacniacz operacyjny regulatorem napięcia 5 V. Technicznie rzecz biorąc, nie jest to wzmacniacz operacyjny.
— mkeith

Odpowiedzi:


8

Och Jezu. Widzę rozwiązanie diodowe / BJT i ​​rozwiązanie MOSFET.

Nikt nie zrobił oczywistych rozwiązań tylko dla BJT.

Równie dobrze mogę teraz dodać te:

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Tutaj zaczynam od obserwatora PNP i kaskadowanie go z obserwatorem NPN (po lewej). Lub kaskadowanie obserwatora NPN przez obserwatora PNP (po prawej). Tak czy inaczej, jeśli skonfigurujesz rzeczy tak, aby wówczas prąd kolektora będą podobne i V B E wartości zatem podobne. (Oczywiście można go łatwo dostosować, aby lepiej go ulepszyć.)R1≈R2)V.bmi

V.bmi

Jeśli chcesz, umieść dzielnik rezystora na wejściu.


Jak ten pomysł został pominięty? Nie wiem


Więc R2 byłoby obciążeniem 100Ohm, który byłby dopasowany przez 100 omów w R1, a dwa złącza rezystorów 10k trafiłyby na wejście?
— brzmilikefiziks

R2) R2)Q2)R1≈R2)60mV

2
@soundslikefiziks „Kaskadowe PNP + obserwujący NPN?” Nie wiem czy ma imię. Hmm .... Czy to oznacza, że ​​nawet przez tysiące inżynierów odkryli, odkryli i dowiedzieli się o tym obwodzie już od wielu dziesięcioleci ... że nikt go nie nazwał ??? Ah hah !! Twierdzę, że jest to bardzo zdeptana, ale wciąż nienazwana topologia obwodu, a zatem i odtąd nazywam ją obwodem „JK-Follower” !! ;) Niech ta nazwa żyje długo i dobrze się rozwija.
— jonk

3
@soundslikefiziks Świetnie słyszeć. Teraz po prostu prześlij to autorom podręcznika! Możemy dodać JK-Follower do postumentu Darlington i Sziklai.
— jonk

1
@SpehroPefhany Gdybym był choć trochę poważny, mógłbym. W przeszłości był wspaniały i nie pomyślałbym dwa razy o pisaniu. (Prawdopodobnie jest nadal okropnie zajęty.) Ale ponieważ jestem pewien, że jesteś tego świadomy, po prostu drażnię się. Prawdopodobnie pierwszy raz zobaczyłem ten pomysł około 1990 roku, z powodu drugiej edycji AofE. Słaba pamięć nie pozwala mi być pewnym. Zeszłej nocy szukałem obu edycji, drugiej i trzeciej, ale znalazłem obwód, ale nie znalazłem jego nazwy. Może powinienem napisać, żeby sprawdzić, czy on wie, gdzie pierwszy raz o tym usłyszał?
— jonk

10

Oto niewielka różnica w odpowiedzi Tony'ego. Jeśli ci się podoba, proszę również głosować na jego odpowiedź.

W swoim obwodzie D1 zasadniczo anuluje spadek napięcia Vbe w Q1.

W tym obwodzie M1 ma anulować Vgs (th) M2. Chodzi o to, że używając MOS, jeszcze mniej załadujemy dzielnik. Jeśli jednak Vg (th) M1 i M2 nie są ściśle dopasowane, obwód Tony'ego może dać lepszy wynik.

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab


8

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab


Dlaczego potrzebujemy tutaj diody? czy ma to inny cel niż nieznaczne zwiększenie napięcia przez R3?
— brzmilikefiziks

2
Innym rozwiązaniem nie wykorzystującym wzmacniacza operacyjnego jest LDO.
— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 14.01.18

2
Dioda i uzupełniająca metoda śledzenia emiterów zerują przesunięcie utworzone podczas buforowania pewnego współczynnika R.
— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 14.01.18

6

Problem z większością tych odpowiedzi BJT polega na tym, że impedancja wejściowa jest niska. Oznacza to, że cokolwiek go karmisz, musi mieć jeszcze niższą impedancję. Ponadto prąd napędowy jest ustawiany przez podciągania i Hfe, więc jesteś bardzo ograniczony, jak małe może być obciążenie.

Obserwatorzy napięcia faktycznie mają pięć wymagań.

  1. Napięcie wyjściowe musi być zgodne z napięciem wejściowym
  2. Impedancja wejściowa powinna być wysoka
  3. Impedancja wyjściowa powinna być niska
  4. Wyjście powinno być push-pull.
  5. Wyjście powinno być w stanie zbliżyć się, jeśli nie do końca, do obu szyn.

Poniższy obwód zapewnia popychacz-popychacz napięcia o znacznie wyższej impedancji wejściowej i niższej impedancji wyjściowej.

Znalezienie podwójnych tranzystorów MOSFET o niskich parach i Rds_on jest jednak ważne.

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Nie poleciłbym tego do śledzenia sygnałów wysokiej częstotliwości.

Oczywiście, zanim dodasz wszystko, co wykorzystałeś, znacznie więcej nieruchomości i kosztów niż zwykły obwód wzmacniacza operacyjnego.


-2

Dwa oporniki 10K można zastąpić dwiema diodami Zenera 5 V. Nie byłoby to jednak tak dobre, jak użycie wzmacniacza operacyjnego. Zależy od tego, jak stabilne musi być 5 V dla obciążenia. Może to być bardzo marnotrawstwem energii, szczególnie jeśli źródło 10 V jest wysokie.

Jeśli o to chodzi, górny opornik 10K można wymienić na Zenera 5 V, a dolny pozostawić otwarty.

Jeśli wymagany jest rezystywny dzielnik napięcia, wówczas rezystory 10K można wymienić na 10 omów lub mniej. Użyj na przykład 1 omów. Bardzo marnotrawstwo.


Głosowanie bez komentarzy? Mów głośniej?
— łapacz snów

2
Twoja odpowiedź obejmuje „bardzo marnotrawny” styl życia. Nikt w ich zdrowych zmysłach nigdy nie wdrożyłby ich w rzeczywistości. Twoja odpowiedź jest mało odpowiednia w przypadku symulacji. To nie jest odpowiednia odpowiedź do użycia w prawdziwym życiu.
— Harry Svensson

1
dwie szeregowe diody Zenera 5 V mogą oznaczać wzmacniacze, jeśli rzeczywista całkowita Vz> Vcc .... = utrata mocy i prawdopodobnie utrata dymu. 2x10 omów nie jest dużo lepszy. Sugestia MIdle jest przejezdna, jeśli obciążenie jest stałe.
— Trevor_G
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.