Το Voltage Follower είναι απλώς ένα κύκλωμα στο οποίο η έξοδος ακολουθεί την είσοδο, σημαίνει ότι η τάση εξόδου παραμένει ίδια με την τάση εισόδου. Είναι επίσης γνωστό ως Unity gain Opamp Amplifier ή Opamp Buffer. Εδώ κατασκευάζουμε έναν ακόλουθο τάσης χρησιμοποιώντας το Opamp LM741 και βλέπουμε πώς η έξοδος του ακολουθεί την είσοδο. Το συζητήσαμε ήδη για αυτό στο φροντιστήριο Non-invert Operational Amplifier, εδώ θα το φτιάξουμε με πραγματικό υλικό και θα το δοκιμάσουμε.
Απαιτούμενα στοιχεία
- Opamp LM741 - 1 αριθ
- Ποτενσιόμετρο - 1 αριθ
- Αντίσταση 1k - 1nos
- Είσοδος 9V DC
- Παροχή Opamp 12V DC
- Πολύμετρο - 2 αριθ
- Σύνδεση καλωδίων
OP-amp IC LM741
Ο λειτουργικός ενισχυτής LM741 είναι ένας ηλεκτρονικός ενισχυτής υψηλής τάσης συνδεδεμένος με DC. Είναι ένα μικρό τσιπ που έχει 8 ακίδες. Ένας λειτουργικός ενισχυτής IC χρησιμοποιείται ως συγκριτής που συγκρίνει τα δύο σήματα, το σήμα αντιστροφής και μη αναστροφής. Στο Op-amp, το IC 741 PIN2 είναι ένα τερματικό εισόδου αναστροφής και το PIN3 είναι ένα τερματικό εισόδου χωρίς αντιστροφή. Ο ακροδέκτης εξόδου αυτού του IC είναι PIN6. Η κύρια λειτουργία αυτού του IC είναι να κάνει τη μαθηματική λειτουργία σε διάφορα κυκλώματα.
Όταν η τάση στην είσοδο μη αναστροφής (+) είναι υψηλότερη από την τάση στην είσοδο αναστροφής (-), τότε η έξοδος του συγκριτή είναι υψηλή. Και εάν η τάση της εισόδου αναστροφής (-) είναι υψηλότερη από το άκρο που δεν αντιστρέφει (+), τότε η έξοδος είναι χαμηλή. Σε αυτό το ασύρματο κύκλωμα διακόπτη, το LM741 χρησιμοποιείται για την παροχή παλμού χαμηλού έως υψηλού ρολογιού στο IC 4017, για κάθε φορά που κάποιος περνάει ένα χέρι πάνω από το LDR. Μάθετε περισσότερα για το Op-amp 741 εδώ.
Διάγραμμα καρφιτσών του LM741
Διαμόρφωση καρφίτσας του LM741
|
PIN αριθ. |
Περιγραφή PIN |
|
1 |
Μηδενική αντιστάθμιση |
|
2 |
Τερματικό εισόδου αναστροφής (-) |
|
3 |
τερματικό εισόδου χωρίς αναστροφή (+) |
|
4 |
παροχή αρνητικής τάσης (-VCC) |
|
5 |
αντιστάθμιση μηδέν |
|
6 |
Καρφίτσα τάσης εξόδου |
|
7 |
παροχή θετικής τάσης (+ VCC) |
|
8 |
μη συνδεδεμένο |
Κύκλωμα τάσης Follower και λειτουργεί
Όπως είπαμε ότι είναι Ενισχυτής κέρδους Unity σημαίνει ότι το κέρδος του Ενισχυτή θα είναι 1 και ό, τι τροφοδοτείται ως είσοδος, μπορεί να ληφθεί ως έξοδος. Ακολουθεί το διάγραμμα κυκλώματος του κυκλώματος τάσης Follower:
Στο παραπάνω κύκλωμα Voltage Follower, η μεταβλητή είσοδος δίνεται στο μη αναστρέψιμο τερματικό του opamp και στο τερματικό αντιστροφής λαμβάνεται η αρνητική ανάδραση από την έξοδο. Ρυθμίζοντας το ποτενσιόμετρο στην είσοδο, το Vs μπορεί να ποικίλει σε διαφορετική τιμή στην περιοχή 0-9Vdc.
Κέρδος (Av) = Vout / Vin Έτσι, 1 = Vout / Vin Vin = Vout.
Μπορούμε να πούμε ότι η έξοδος ακολουθεί το μέγεθος της εισόδου. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν εξωτερικά εξαρτήματα στο κύκλωμα ανατροφοδότησης και το κέρδος είναι Unity (1), αυτός ο ακόλουθος τάσης είναι επίσης γνωστός ως Unity Gain Buffer.
Η σύνθετη αντίσταση εισόδου του op-amp είναι πολύ υψηλή όταν χρησιμοποιείται ένας ρυθμιστής τάσης ή διαμόρφωση κέρδους ενότητας . Μερικές φορές η αντίσταση εισόδου είναι πολύ υψηλότερη από 1 Megohm. Έτσι, λόγω της υψηλής αντίστασης εισόδου, μπορούμε να εφαρμόσουμε αδύναμα σήματα σε όλη την είσοδο και δεν θα ρέει ρεύμα στον πείρο εισόδου από την πηγή σήματος στον ενισχυτή. Από την άλλη πλευρά, η αντίσταση εξόδου είναι πολύ χαμηλή και θα παράγει την ίδια είσοδο σήματος στην έξοδο.
Το κύκλωμα παρακολούθησης τάσης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία απομόνωσης μεταξύ δύο διαφορετικών ειδών κυκλωμάτων. Λόγω της υψηλής αντίστασης εισόδου, έτσι το ρεύμα εισόδου είναι πολύ χαμηλότερο από το ρεύμα εξόδου, ενώ η τάση εξόδου ακολουθεί την τάση εισόδου. Έτσι, ο ακόλουθος τάσης παρέχει μεγάλο κέρδος ισχύος στην έξοδο του. Λόγω αυτής της συμπεριφοράς, ο ακόλουθος τάσης χρησιμοποιείται ως κύκλωμα buffer και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απομόνωση σταδίων κατά την κατασκευή φίλτρων πολλαπλών σταδίων ή κάποιου άλλου κυκλώματος πολλαπλών σταδίων.