У этой проблемы схемы есть решение без операционного усилителя?

9

На этом сайте я изучал определение повторителя напряжения http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-follower.

И была представлена основная проблема, и следящий за напряжением операционный усилитель в качестве решения.

Можно ли решить эту проблему без операционного усилителя?

operational-amplifier circuit-analysis voltage-divider

— soundslikefiziks
источник

Вы спрашиваете по практическим причинам или просто из любопытства? Я уверен, что операционный усилитель - лучший способ справиться с этим. Но если напряжение не должно быть слишком точным, возможно, это можно сделать с помощью нескольких транзисторов.

— Mkeith

8

Для известной постоянной нагрузки тривиально решается просто с учетом нагрузки в расчете делителя. Вы используете систему обратной связи (операционный усилитель или другое) для неизвестной или переменной нагрузки.

— Крис Страттон

3

Какой актуальный вопрос здесь? Не каждый собирается щелкнуть ссылку, чтобы выяснить это.

— Sean87

4

Да, более или менее. В отличие от чертежа, который четко показывает фиксированное сопротивление нагрузки. Для изображенной фиксированной нагрузки вы можете сделать верхний резистор 100 Ом (с соответствующей номинальной мощностью!) И оставить место для нижнего резистора незанятым. Но многие реальные нагрузки различаются в использовании.

— Крис Страттон

5

Да. В зависимости от ФАКТИЧЕСКОЙ цели и того, что доступно, эта схема может быть заменена многими вещами. Например, вы можете заменить операционный усилитель на регулятор напряжения 5В. Технически это не операционный усилитель.

— Mkeith

8

О Боже. Я вижу решение диод / BJT и решение MOSFET.

Никто не делал очевидных решений только для BJT.

Так что я мог бы добавить их и сейчас:

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Здесь я начинаю с последователя PNP и каскадирую его с помощью последователя NPN (слева). Или каскадно следим за NPN с помощью последователя PNP (справа). В любом случае, если вы настроите все так, чтобы токи коллектора будут аналогичными, и поэтому значения также будут аналогичными. (Конечно, его можно легко отрегулировать, чтобы лучше настроить.) $R_1\approx R_2$ $V_{BE}$

$V_{BE}$

Установите резисторный делитель на входе, если хотите.

Как эта идея пропустила? Я не знаю.

— Йонк
источник

Таким образом, R2 будет нагрузкой 100 Ом, которая будет соответствовать 100 Ом на R1, и соединение двух резисторов 10 кОм войдет во вход?

— soundslikefiziks

R_{2}

$R_2$

R_{2}

$R_2$

Q_{2}

$Q_2$

R_{1} \approx R_{2}

$R_1\approx R_2$

60 mV

$60\:\text{mV}$

2

@soundslikefiziks "Каскадный последователь PNP + NPN?" Я не знаю, есть ли у него имя. Хм ... Означает ли это, что даже через тысячи инженеров открыли, заново открыли и узнали об этой схеме уже много десятилетий ... что никто не назвал ее ??? Ах, ха! Я утверждаю, что это сильно растоптанная, но все еще неназванная топология схемы, и, таким образом, впредь называю ее и называю схемой "JK-Follower" !! ;) Пусть имя живет долго и процветает.

— Йонк

3

@soundslikefiziks Приятно слышать. Теперь просто отправьте это авторам учебника! Мы можем добавить JK-Follower на пьедестал Дарлингтона и Шиклая.

— Йонк

1

@SpehroPefhany Если бы я был менее серьезным, я мог бы. В прошлом он был прекрасен, и я бы не стал дважды думать о письме. (Возможно, он все еще ужасно занят.) Но, как я уверен, вы знаете, я просто дразню. Впрочем, я, вероятно, впервые увидел эту идею примерно в 1990 году из-за второго издания AofE. Плохая память мешает мне быть уверенным. Вчера вечером я посмотрел во 2-м и 3-м изданиях, нашел схему, но не нашел ее по названию. Возможно, мне следует написать, чтобы узнать, знает ли он, где он впервые услышал об этом?

— jonk

10

Вот небольшой вариант ответа Тони. Если вам это нравится, пожалуйста, добавьте его ответ.

В его схеме D1 в основном отменяет падение напряжения Vbe Q1.

В этой схеме M1 должен отменить Vgs (th) M2. Идея в том, что используя MOS, мы загрузим разделитель еще меньше. Однако, если Vgs (th) M1 и M2 не совпадают близко, схема Тони может дать лучший результат.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

— mkeith
источник

8

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75
источник

Зачем нам нужен диод здесь? есть ли другая цель, кроме небольшого увеличения напряжения через R3?

— soundlikefiziks

2

Другим решением, не использующим операционный усилитель, является LDO.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

2

Метод с диодом и дополнительным повторителем эмиттера обнуляет смещение, созданное при буферизации некоторого отношения R.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

6

Проблема с большинством этих ответов BJT - низкий входной импеданс. Это означает, что то, чем вы кормите его, должно иметь еще более низкий импеданс. Кроме того, ток привода задается подтягиванием и Hfe, поэтому вы очень ограничены тем, насколько малой может быть нагрузка.

У последователей напряжения на самом деле есть пять требований.

Выходное напряжение должно соответствовать входному напряжению
Входное сопротивление должно быть высоким
Выходное сопротивление должно быть низким
Выход должен быть двухтактный.
Выход должен быть в состоянии приблизиться, если не полностью, к обоим рельсам.

Схема ниже обеспечивает двухтактный повторитель напряжения с гораздо более высоким входным сопротивлением и более низким выходным сопротивлением.

Однако важно найти MOSFET с парной / двойной парой с низким Vgs и Rds_on.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Я бы не рекомендовал этот для отслеживания высокочастотных сигналов.

Конечно, к тому времени, когда вы добавляете все, что использовали, вы стоите намного дороже, чем простая операционная схема.

— Trevor_G
источник

-2

Два резистора 10К можно заменить двумя стабилитронами 5В. Это было бы не так хорошо, как использование операционного усилителя. Зависит от того, насколько стабильным должно быть напряжение 5 В для нагрузки. Это может привести к значительному расходу энергии, особенно если источник 10 В имеет высокое напряжение.

По этой причине верхний резистор 10К можно заменить на стабилитрон 5В, а нижний оставить открытым.

Если требуется резистивный делитель напряжения, то резисторы 10K можно заменить на 10 Ом или меньше. Используйте, например, 1 Ом. Очень расточительно.

— Ловец снов
источник

Downvoting без комментариев? Высказываться?

— Ловец снов

2

Ваш ответ охватывает «очень расточительный» образ жизни. Никто в их здравом уме никогда не осуществит их на самом деле. Ваш ответ едва ли подходит для моделирования. Это не хороший ответ, который можно использовать в реальной жизни.

— Гарри Свенссон

1

два последовательных стабилитрона 5 В могут означать усилители, если фактическое общее Vz> Vcc .... = потеря мощности и, вероятно, потеря дыма. 2х10 кОм не намного лучше. Предложение Middle можно преодолеть, если нагрузка постоянна.

— Trevor_G