อินเวอร์เตอร์ Op-amp ตามด้วยบัฟเฟอร์ ทำไม?

ในแผนผังฉันพยายามเข้าใจว่าฉันเจอวงจรย่อยนี้:

มันเป็นอินเวอร์เตอร์ op-amp โดยตรงตามด้วยบัฟเฟอร์ VIN มาจาก DAC ในไมโครคอนโทรลเลอร์และวงจรนี้สร้าง VOUT ซึ่งเป็น VIN เชิงลบ op-amp จัดทำโดยรางบวกและลบ (ไม่แสดงที่นี่) จนถึงตอนนี้ดีมาก

แต่ฉันไม่เห็นเหตุผลของการใช้ OA2 ในวงจรนี้อย่างเต็มที่ เหตุผลเดียวที่ฉันเห็นคือ: หากไม่มีบัฟเฟอร์ (OA2) การโหลดอย่างกะทันหันที่ VOUT จะดึงกระแสจาก VIN จนกระทั่งข้อเสนอแนะ op-amp OA1 ปรับ (ประมาณ 1µs) ด้วยบัฟเฟอร์ (OA2) นี่ไม่ใช่กรณีอีกต่อไป ฉันได้รับสิทธินี้ไหม? หรือฉันกำลังพลาดอะไรอยู่?

คุณพูดถูก ในกรณีส่วนใหญ่นี่คือโง่เพิ่มแรงดันออฟเซ็ตและใช้ส่วนอื่น เป็นไปได้มากว่านี่เป็นเพียงปฏิกิริยากระตุกหัวเข่าของใครบางคนหรือทำตามกฎของ "บัฟเฟอร์สัญญาณเสมอ" โดยไม่ได้คิดว่าหนักเกินไป แผนงานทั้งหมดไม่ได้เกิดจากการออกแบบที่ดี

มีข้อได้เปรียบเล็กน้อยสำหรับ opamp แบบบัฟเฟอร์ที่สองเท่านั้น:

1. ข้อเสนอแนะปัจจุบันถึง R2 กินเข้าไปในความสามารถในการส่งออกรวมของ OA1 OA2 มีความสามารถทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบันเพื่อขับเคลื่อนเอาต์พุต

   ในกรณีที่ R2 มีค่า 10 kΩนี่เป็นข้อโต้แย้งที่อ่อนแอเนื่องจากกระแสป้อนกลับมีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับความสามารถของ opamps ส่วนใหญ่ บางครั้งวงจรแบบนี้เกิดขึ้นเพราะ R2 น้อยกว่ามากก่อนและ opamp ตัวที่สองไม่ได้ถูกลบออกหลังจากการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่ยก R2

2. OA2 ปกป้องสัญญาณอินพุตจากการใช้งานสัญญาณในทางที่ผิด Vin เห็นอิมพีแดนซ์คงที่ของ R1 เท่านั้นตราบใดที่ OA1 ทำหน้าที่ในการดำเนินการลูปปิด หากมีบางสิ่งที่โหลด Vout เพื่อให้ OA1 ไม่สามารถขับไปยังแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการได้ดังนั้นอินพุตเชิงลบของ OA1 จะไม่อยู่ที่ 0 V อีกต่อไปและ Thevenin ที่เทียบเท่ากับ Vin กำลังเปลี่ยนไป

   ในวงจรนี้การส่งออกของ OA2 สามารถถูกทำร้ายโดยไม่มีผลต่อการส่งออกของ OA1 ซึ่งในทางกลับกันจะไม่ส่งผลกระทบ Vin, อาจจะ เหตุผลที่ฉันพูดว่า "อาจจะ" คือบางโอเพนมีไดโอดกลับไปด้านหลังระหว่างอินพุตของพวกเขา ฉันไม่ได้ค้นหา opamp ของคุณดังนั้นฉันไม่รู้ว่าเป็นอย่างนั้นหรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นการใช้ Vout ในทางที่ผิดจะกลับไปสู่อินพุตที่เป็นบวกของ OA2 ซึ่งจะกลับไปที่ Vin

   นี่เป็นข้อโต้แย้งที่อ่อนแออีกครั้งตั้งแต่การโหลดเอาต์พุต opamp ไปยังจุดที่ไม่สามารถขับไปที่แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการโดยทั่วไปจะใช้ opamp จากสเป็คได้

มันไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานมากนักยกเว้นจะทำให้ช้าลงเพราะฟังก์ชั่นการถ่ายโอนมีสองขั้ว

โอกาสที่ผู้ออกแบบต้องการเพียงแอมป์หนึ่งแอมป์ในคู่และเลือกที่จะทำอะไรที่ไม่เป็นอันตรายกับแอมป์ที่เหลือเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหา นี่เป็นสถานการณ์ทั่วไปที่มีแอมพลิฟายเออร์คู่ LM324 และ LM358

ไม่มีค่าเทียบเท่าทั่วไปของ LM358 ที่มีแอมพลิฟายเออร์ตัวเดียว - ส่วนอื่น ๆ มักจะมีราคาแพงกว่าและ / หรืออาจถูก จำกัด ในบางวิธี (เช่นมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ต่ำกว่า) ดังนั้นหาก LM358 ดีพอแล้ว อาจใช้และสูญเสียแอมป์ตัวที่สองด้วย

"บัฟเฟอร์" อยู่ที่นั่นเพื่อเป็นชื่อหมายถึง "บัฟเฟอร์" การส่งออก

เนื่องจาก OA1 เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายผลป้อนกลับจึงมีการใช้งานเอาต์พุตบางส่วนแล้ว (สูญหายผ่าน R2 และ R1) ซึ่งหมายความว่า OA1 มีความสามารถในการขับเคลื่อนน้อยกว่า ดังนั้นหากคุณเชื่อมต่อ OA1 กับส่วนอื่นของวงจรสิ่งที่ไม่ได้ตั้งใจอาจเกิดขึ้นได้ OA2 เพียงแค่ "ตาม" หรือ "บัฟเฟอร์" เอาต์พุตของ OA1 และมีการโหลดเอาต์พุตเป็นศูนย์ดังนั้นจึงมีความสามารถของไดรฟ์เต็มรูปแบบ "บัฟเฟอร์" นี้มักจะเห็นและใช้กันทั่วไปและทำให้การทำงานของวงจรแข็งแกร่งและเชื่อถือได้มากขึ้น

นอกจากนี้บัฟเฟอร์มีความสำคัญในแง่ของความล่าช้า ในการออกแบบวงจรดิจิตอลและอนาล็อกสัญญาณความเร็วสูงอาจล่าช้าอย่างมีนัยสำคัญโดยองค์ประกอบวงจร บางครั้งมีการใช้บัฟเฟอร์หลายอัน - ดูเหมือนไม่มีจุดประสงค์ - ยกเว้นเพื่อให้เกิดความล่าช้า โดยปกติจะทำเช่นนี้เพื่อให้สัญญาณทั้งสอง "พบกันอีกครั้ง" ในโดเมนเวลา

เมื่อเปิดเครื่องควรจะมีความแตกต่างเล็กน้อยตามที่ผู้โพสต์คนอื่น ๆ กล่าวไว้

เมื่อปิดสวิตช์อย่างไรก็ตามตัวแปรที่สองมีโอกาสน้อยกว่าที่จะให้เอาต์พุตเลือดไหลกลับเข้าสู่อินพุตและอาจทำให้โหลดอินพุตเป็นอิสระจากการเชื่อมต่อเอาต์พุต สำหรับบางแอปพลิเคชั่น (เสียง?) นั่นอาจเป็นคุณสมบัติที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นกรณีนี้ขึ้นอยู่กับวงจรภายในของ opamp ในคำถาม เนื่องจากมีการระบุประเภทเฉพาะสิ่งนี้อาจเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ

ในแผนผังที่คุณวาดตามที่คนอื่นได้ตอบแล้วมันไม่ค่อยได้รับประโยชน์อะไรจากเค้าโครง

หากอย่างไรก็ตามมี op-amps รุ่นที่แตกต่างกันสองแบบและค่าตัวต้านทานแตกต่างกันดังนั้นอาจมีเหตุผลที่ดีสำหรับการใช้โครงร่างดังกล่าว ฉันสร้างวงจรที่คล้ายกันซึ่งต้องการขยายสัญญาณความถี่ที่ค่อนข้างสูงแล้วขับเอาต์พุตไปยังโหลด 50 โอห์ม ฟังก์ชันทั้งสองนี้ต้องการ op-amps ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน สำหรับ op-amp แรกนั้นจะต้องมีแบนด์วิดท์ที่สูงกว่าเพื่อให้สามารถขยายความถี่สูงโดยไม่สูญเสียกำไรที่ความถี่สูง สำหรับ op-amp ตัวที่สองมันจะต้องมีกระแสเอาต์พุตที่สูงกว่าเพื่อให้สามารถขับโหลด 50 ohm ที่แรงดันเอาต์พุตสูงสุด แต่ไม่ต้องการแบนด์วิธสูงเช่นนั้นเนื่องจากมันได้รับเพียง 1