Op-amp inverter ardından tampon. Neden?

Şematik olarak bu alt devreye rastladığımı anlamaya çalışıyorum:

Doğrudan bir tampon ile çalışan bir op-amp invertördür. VIN, bir mikro denetleyicideki bir DAC'den gelir ve bu devre negatif VIN olan bir VOUT üretir. Op-amp pozitif ve negatif raylarla sağlanır (burada gösterilmemiştir). Çok uzak çok iyi.

Ama bu devrede OA2 kullanmanın mantığını tam olarak göremiyorum. Görebilmemin tek nedeni şudur: Tampon (OA2) olmadan VOUT'taki ani bir yük, op-amp OA1 geri beslemesi (yaklaşık 1µs) ayarlanana kadar VIN'den bir akım çeker. Tampon (OA2) ile artık durum böyle değil. Bunu doğru anladım mı? Yoksa bir şey mi kaçırıyorum?

Haklısın. Çoğu durumda bu saçmadır, ofset voltajı ekler ve başka bir parça kullanır. Büyük olasılıkla bu sadece birisinin diz sarsıntısı reaksiyonu veya çok zor düşünmeden "her zaman sinyali tamponla" kuralını körü körüne takip ediyor. Tüm şemalar iyi tasarımın sonucu değildir.

Yalnızca ikinci tampon opampın bazı ince avantajları vardır:

1. R2 ile geri besleme akımı OA1'in toplam çıkış akımı kapasitesine sahiptir. OA2, çıkışı sürmek için mevcut tüm kapasitesine sahiptir.

   Bu durumda R2'nin 10 kΩ olması, geri besleme akımı çoğu opampın kapasitesine göre çok küçük olduğu için bu zayıf bir argümandır. Bazen böyle bir devre olur çünkü R2 daha önce çok daha düşüktü ve R2'yi yükselten bir tasarım değişikliğinden sonra ikinci opamp çıkarılmadı.

2. OA2 giriş sinyalini çıkış sinyalinin kötüye kullanılmasına karşı korur. Vin, R1'in sabit empedansını yalnızca OA1 kapalı döngü işleminde çalıştığı sürece görür. Bir şey Vout'u yükler, böylece OA1 bunu istenen voltaja süremez, OA1'in negatif girişi artık 0 V'de değildir ve Vin'in sürdüğü Thevenin eşdeğeri değişir.

   Bu devrede, OA2 çıkışı OA1'in çıkışını etkilemeden kötüye kullanılabilir, bu da Vin'yi etkilemez, belki . "Belki" dememin nedeni, bazı opamplerin girişleri arasında arka arkaya diyotlara sahip olmasıdır. Opamp'ına bakmadım, bu yüzden burada durumun böyle olup olmadığını bilmiyorum. Eğer öyleyse, Vout kötüye kullanımı OA2'nin Vin'e geri dönecek olan pozitif girdisine geri dönecektir.

   Bu yine zayıf bir argümandır, çünkü bir opamp çıkışını istenen voltaja geçemediği noktaya yüklemek genellikle opampı spesifikasyonların dışında çalıştırmaktadır.

Transfer fonksiyonunda iki kutup olduğundan, onu biraz yavaşlatmak dışında performans üzerinde çok fazla etkisi yoktur.

Muhtemelen tasarımcı sadece çiftteki bir op-amp'e ihtiyaç duydu ve sorun çıkarmamak için geri kalan amplifikatörle iyi huylu bir şey yapmayı seçti. Bu, LM324 dörtlü ve LM358 çift amplifikatörlerde yaygın bir durumdur.

Tek bir amplifikatöre sahip olan LM358'in ortak bir ucuz eşdeğeri yoktur - diğer parçalar daha pahalı olma eğilimindedir ve / veya bir şekilde sınırlanabilir (daha düşük maksimum besleme voltajına sahip olmak gibi), böylece bir LM358 yeterince iyi ise de kullanabilir ve 2. amplifikatörü boşa harcayabilir.

"Arabellek", adından da anlaşılacağı gibi, çıktıyı "arabelleğe alır".

OA1 bir geri bildirim ağının parçası olduğundan, çıktısının bir kısmı zaten kullanılmıştır (R2 ve R1 aracılığıyla kaybedilmiştir.) Bu, OA1'in daha az sürücü kapasitesine sahip olduğu anlamına gelir. OA1'i bir devrenin başka bir kısmına bağlayacak olsaydınız, istenmeyen şeyler olabilir. OA2 sadece OA1'in çıkışını "takip eder" veya "tamponlar" ve sıfır çıkış yüklemesi vardır, bu nedenle tam sürücü kapasitesine sahiptir. Bu "tamponlama" yaygın olarak görülür ve kullanılır ve devrenin çalışmasını daha sağlam ve güvenilir hale getirir.

Ayrıca, tamponlar gecikme açısından önemlidir. Hem dijital hem de analog devre tasarımında, yüksek hızlı sinyaller devre elemanları tarafından önemli ölçüde geciktirilebilir. Bazen, gecikme getirmek dışında, görünüşte hiçbir amacı olmayan - birden fazla tampon kullanılır. Bu genellikle iki sinyalin zaman alanında "tekrar buluşması" için yapılır.

Güç açıkken, diğer posterlerin belirttiği gibi küçük bir fark olması gerekiyordu.

Bununla birlikte, güç kapatıldığında, ikinci varyantın çıktının girişe geri akması daha az olasıdır ve muhtemelen giriş yükünü çıkış bağlantılarından bağımsız hale getirecektir. Bazı uygulamalar için (ses?), Bu istenen bir özellik olabilir. Bunun gerçekten böyle olup olmadığı söz konusu opamp'ın dahili devresine bağlıdır. Belirli bir tip verildiğinden, bu gerçekten tasarımın bir parçası olabilir.

Çizdiğiniz şemada, diğerlerinin yanıtladığı gibi, bu düzenden çok fazla fayda yoktur.

Bununla birlikte, iki farklı model op-amp varsa ve direnç değerleri farklıysa, böyle bir düzeni kullanmak için iyi nedenler olabilir. Nispeten yüksek bir frekans sinyalini yükseltmek ve daha sonra çıkışı 50 ohm'luk bir yüke sürmek için gereken benzer bir devre oluşturdum. Bu iki işlev, farklı özelliklere sahip op-amper gerektirir. İlk op-amp için, yüksek frekanslarda kazanç kaybı olmadan yüksek bir frekansı yükseltmek için daha yüksek bir bant genişliğine sahip olması gerekir. İkinci op-amp için, maksimum çıkış voltajında ​​50 ohm yükü sürdürebilmek için daha yüksek bir anma çıkış akımına sahip olmak zorundaydı, ancak sadece 1 kazancı olduğu için yüksek bir bant genişliğine ihtiyaç duymadı.