電壓跟隨器設(shè)計以及仿真驗證

一.前言

電壓跟隨器不能增大或減小輸入電壓的幅度，也不能濾掉高頻噪聲，那它有什么用呢？當(dāng)我們把一個信號從一個電路發(fā)送到另一個電路時，我們需要考慮信號源電路的輸出阻抗以及負載電路的輸入阻抗，信號會受二者比值的影響，比值越小，傳輸?shù)截撦d的信號受影響越小，而電壓跟隨器的特性就是高輸入阻抗，以及低輸出阻抗，這樣電壓跟隨器就能最大程度的還原輸入信號，又能最大程度把輸入信號低損的輸出出去，所以電壓跟隨器又叫緩沖器。

二.電壓跟隨器設(shè)計以及仿真

1.設(shè)計指標如下：

2.設(shè)計步驟

a.首先確認電路的傳遞函數(shù)，也就是輸出以及輸出之間的關(guān)系：Vo=Vi；

b.根據(jù)輸入電壓范圍，確定輸出共模電壓最大為+10V，所以選型運放時需注意共模電壓要大于10V。

c.根據(jù)輸出電壓范圍可知，運放電源電壓在±15V供電時，輸出電壓擺幅要能達到±10V。

d.根據(jù)輸出信號頻率150KHz可知運放帶寬要大于150KHz。

e.運放的壓擺率表示運放正常工作時，輸出端所能提供的最大變化速率，當(dāng)輸出信號欲實現(xiàn)比這個速率還快的變化時，運放就不能正常輸出信號了，我們根據(jù)輸出信號頻率計算一下最小的輸出壓擺率要求：

SR>2*3.14*10V*150KHz=9.42V/us；

綜合以上信息，我們選定TI的TL05運放，其共模電壓輸入范圍為±11V；

輸出電壓擺幅為-11V到+11.5V；

單位增益帶寬為2.7MHz；

壓擺率最小為11V/us；

綜合以上參數(shù)可以確定TL05運放滿足要求;

接下來進行仿真驗證，通過直流仿真結(jié)果以及交流仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，我們的跟隨器電路直流特性以及交流特性都很好，帶寬也滿足200KHz的要求。

直流仿真結(jié)果：

交流仿真結(jié)果：

三.總結(jié)

我們主要講解了電壓跟隨器電路的構(gòu)成以及設(shè)計過程，最后還通過仿真驗證了設(shè)計指標與設(shè)計要求是吻合的，達到了比閉環(huán)驗證的效果。

審核編輯：湯梓紅