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?

operational-amplifier circuit-analysis voltage-divider Soundlikefiziks
źródło

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

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 wartości zatem podobne. (Oczywiście można go łatwo dostosować, aby lepiej go ulepszyć.) $R_1\approx R_2$ $V_{BE}$

$V_{BE}$

Jeśli chcesz, umieść dzielnik rezystora na wejściu.

Jak ten pomysł został pominięty? Nie wiem

jonk
źródło

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

brzmilikefiziks

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 „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}

mkeith
źródło

8

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
źródło

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.

Napięcie wyjściowe musi być zgodne z napięciem wejściowym
Impedancja wejściowa powinna być wysoka
Impedancja wyjściowa powinna być niska
Wyjście powinno być push-pull.
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.

Trevor_G
źródło

-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.

łapacz snów
źródło

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

Czy ten problem z obwodem ma rozwiązanie bez wzmacniacza operacyjnego?

Odpowiedzi: