電壓跟隨器應(yīng)用廣泛,，生活中大大小小的電子器件中均包含電壓跟隨器。本文對(duì)于電壓跟隨器的講解,，在于向大家介紹LM358電壓跟隨器的設(shè)計(jì)方案以及電壓跟隨器運(yùn)放相關(guān)內(nèi)容。此外,，如果你對(duì)如何使用LM324搭建電壓跟隨器具備一定興趣,，可翻閱上篇電壓跟隨器相關(guān)文章,。

一、LM358電壓跟隨器設(shè)計(jì)方案

LM358是雙運(yùn)放組成的運(yùn)算放大器,，可以單電源供電,，也可以雙電源供電。常用來(lái)做電壓信號(hào)采集的前端電壓跟隨器,，同時(shí)起到增加輸入阻抗的作用,，避免影響被測(cè)量的電壓值。我拆了一個(gè)信號(hào)采集卡,，把它里面的電壓信號(hào)采集前端358電路畫(huà)了出來(lái),，與大家分享。

經(jīng)驗(yàn)分享：LM358當(dāng)工作在單電源5V供電時(shí),，當(dāng)IN+從0~5V輸入,，其輸出電壓OUT只能從0~3.7V，而不是0~5V,，也就是說(shuō),，當(dāng)IN+輸入0~3.7V時(shí)，電壓可以跟隨到OUT,，當(dāng)輸入大于3.7V時(shí),，輸出將還是3.7V，大不了了,。那怎么辦?

LM358引腳圖

解決方法1：增加LM358的電源電壓,，比如加個(gè)12V，這時(shí)候,，你的IN+從0~5V,，OUT也可以從0~5V了。不過(guò),，當(dāng)你的系統(tǒng)沒(méi)有+12V電源可用,，專門(mén)增加一個(gè)+12V電源，可不是一個(gè)好辦法,，而且,，當(dāng)你提供+12V時(shí)，萬(wàn)一輸入超過(guò)了5V,，輸出也會(huì)超過(guò)5V,，這時(shí)候，你的單片機(jī)ADC引腳超壓,，就有壞的可能哦,，這樣的產(chǎn)品，確實(shí)能用,，實(shí)則不耐用,，請(qǐng)君慎重考慮,。

解決方法2：在IN+的前端，加分壓電阻,，例如,，加兩個(gè)精密10K的電阻，如上圖所示(阻值改為2個(gè)10K),，這樣當(dāng)輸入電壓為0~5V時(shí),，IN+腳電壓為0~2.5V，OUT引腳也可以從0~2.5V,，在在單片機(jī)內(nèi)部把測(cè)量到的值乘以2,，即是實(shí)際的輸入電壓值。此種方法相比前者,，要可取,，最起碼系統(tǒng)就經(jīng)久耐用的，不會(huì)造出國(guó)產(chǎn)垃圾,。不過(guò),，有個(gè)缺點(diǎn)，就是分辨率降低一倍,，在某些應(yīng)用中,，這是致命傷，例如電子臺(tái)秤,。

解決方法3：換IC,，不用LM358了，用一個(gè)滿幅電壓運(yùn)放,，業(yè)內(nèi)稱為rail to rail的運(yùn)放,，例如工業(yè)中常用的TLC2262，引腳功能和LM358一樣,，也就是說(shuō)兩個(gè)可以互換,，但是，當(dāng)IN+為0~5V時(shí),，TLC2262的OUT可以從0~5V,，當(dāng)然，TLC2262的價(jià)格要比LM358貴,。此芯片已被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)場(chǎng)合,，在成本不是很敏感的前提下，請(qǐng)君放心使用!

TLC2262引腳圖

二,、電壓跟隨器運(yùn)放

在電路中,，電壓跟隨器一般做緩沖級(jí)及隔離級(jí)。因?yàn)椋妷悍糯笃鞯妮敵鲎杩挂话惚容^高,，通常在幾千歐到幾十千歐,，如果后級(jí)的輸入阻抗比較小，那么信號(hào)就會(huì)有相當(dāng)?shù)牟糠謸p耗在前級(jí)的輸出電阻中,。在這個(gè)時(shí)候，就需要電壓跟隨器來(lái)從中進(jìn)行緩沖,。起到承上啟下的作用,。應(yīng)用電壓跟隨器的另外一個(gè)好處就是，提高了輸入阻抗,，這樣,，輸入電容的容量可以大幅度減小，為應(yīng)用高品質(zhì)的電容提供了前提保證,。

電壓跟隨器的另外一個(gè)作用就是隔離,，在HI-FI電路中，關(guān)于負(fù)反饋的爭(zhēng)議已經(jīng)很久了,，其實(shí),，如果真的沒(méi)有負(fù)反饋的作用，相信絕大多數(shù)的放大電路是不能很好的工作的,。但是由于引入了大環(huán)路負(fù)反饋電路,，揚(yáng)聲器的反電動(dòng)勢(shì)就會(huì)通過(guò)反饋電路，與輸入信號(hào)疊加構(gòu)成電壓跟隨器的,。造成音質(zhì)模糊,，清晰度下降，所以,，有一部分功放的末級(jí)采用了無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋的電路,，試圖通過(guò)斷開(kāi)負(fù)反饋回路來(lái)消除大環(huán)路負(fù)反饋的帶來(lái)的弊端。但是,，由于放大器的末級(jí)的工作電流變化很大,，其失真度很難保證。

傳統(tǒng)運(yùn)放電路

三,、注意事項(xiàng)

對(duì)于采用負(fù)反饋的放大電路,，如何減少振蕩以保持穩(wěn)定，目前尚無(wú)定論,。電壓跟隨器也不例外,。

運(yùn)算放大器理想的運(yùn)行狀態(tài)是輸出電壓和輸入電壓為同相，即,，當(dāng)負(fù)輸入端的印加電壓引起輸出增大時(shí),，運(yùn)算放大器能夠相應(yīng)地使增加的電壓降低。不過(guò)，運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端的相位總有差異,。當(dāng)輸出和輸出之間的相位相差180°時(shí),，負(fù)輸入與正輸入正好相同，原本應(yīng)該減少的輸出卻得到了增強(qiáng),。(成為正反潰的狀態(tài),。)如果在特定頻段陷入這一狀態(tài)，并且仍然保持原有振幅,，那么該輸出頻率和振蕩狀態(tài)將一直持續(xù)下去,。

電壓跟隨器和反饋環(huán)路

以上便是此次小編帶來(lái)的“電壓跟隨器”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文,，希望大家對(duì)LM358電壓跟隨器具備一定的認(rèn)知,。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦,，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容,。最后，十分感謝大家的閱讀,，have a nice day!