Apakah masalah rangkaian ini memiliki solusi tanpa Op-Amp?

9

Saya telah melalui definisi pengikut tegangan di situs ini http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-follower

Dan masalah mendasar disajikan, dan pengikut tegangan op-amp sebagai solusinya.

Bisakah masalah ini diselesaikan tanpa op-amp?

masukkan deskripsi gambar di sini masukkan deskripsi gambar di sini

operational-amplifier circuit-analysis voltage-divider soundslikefiziks
sumber
Apakah Anda meminta alasan praktis, atau hanya karena penasaran? Saya cukup yakin op-amp adalah cara terbaik untuk menghadapinya. Tetapi jika voltase tidak harus terlalu akurat, dimungkinkan untuk melakukannya dengan beberapa transistor.
mkeith
8
Untuk diketahui, beban konstan yang dipecahkan sepele hanya menjadi faktor beban ke dalam perhitungan pembagi. Anda menggunakan sistem umpan balik (op-amp atau lainnya) untuk muatan yang tidak diketahui atau variabel.
Chris Stratton
3
Apa pertanyaan sebenarnya di sini? Tidak semua orang akan mengklik tautan untuk mencari tahu.
Sean87
4
Ya kurang lebih. Berbeda dengan gambar yang jelas menunjukkan resistensi beban tetap. Untuk beban tetap yang digambarkan Anda dapat membuat resistor atas 100 ohm (dengan peringkat daya yang sesuai!) Dan meninggalkan tempat untuk resistor yang lebih rendah kosong. Tetapi banyak beban nyata yang berbeda digunakan.
Chris Stratton
5
Ya. Bergantung pada tujuan AKTUAL, dan apa yang tersedia, sirkuit ini dapat diganti dengan banyak hal. Misalnya, Anda dapat mengganti op-amp dengan regulator tegangan 5V. Secara teknis, itu bukan op-amp.
mkeith

Jawaban:

8

Ya ampun. Saya melihat solusi dioda / BJT dan solusi MOSFET.

Tidak ada yang melakukan solusi yang jelas hanya untuk BJT.

Jadi sebaiknya saya tambahkan juga, sekarang:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Di sini, saya mulai dengan pengikut PNP dan mengalirkannya dengan pengikut NPN (di sebelah kiri.) Atau, mengalirkan pengikut NPN oleh pengikut PNP (di sebelah kanan.) Either way, jika Anda mengatur semuanya sehingga maka arus kolektor akan sama dan nilai V B E karenanya juga sama. (Bisa disesuaikan dengan mudah, tentu saja, untuk menyesuaikannya dengan lebih baik.)R1≈R2VBE

VBE

Letakkan pembagi resistor di input, jika Anda mau.

Bagaimana ide ini dilewatkan? Saya tidak tahu

jonk
sumber
Jadi R2 akan menjadi beban 100Ohm yang akan dicocokkan dengan 100ohm di R1 dan dua persimpangan 10k resistor akan masuk dalam input?
soundslikefiziks
R2 R2Q2R1≈R260mV
2
@soundslikefiziks "Pengikut PNP + NPN bertingkat?" Saya tidak tahu apakah itu memiliki nama. Hmm .... Apakah ini berarti bahwa bahkan melalui ribuan insinyur telah menemukan, menemukan kembali, dan belajar tentang sirkuit ini selama beberapa dekade sudah ... bahwa tidak ada yang menamainya ??? Ah hah !! Saya mengklaim ini banyak diinjak-injak, tapi topologi sirkuit masih tidak disebutkan namanya dan dengan ini dan selanjutnya nama dan menyebutnya sirkuit "JK-Pengikut" !! ;) Semoga nama itu panjang umur dan makmur.
jonk
3
@soundslikefiziks Senang mendengar. Sekarang hanya mengirim ini ke penulis buku teks! Kita bisa menambahkan JK-Follower ke alas Darlington dan Sziklai.
jonk
1
@SpehroPefhany Jika saya sedikit serius, saya mungkin. Dia luar biasa di masa lalu dan saya tidak akan berpikir dua kali untuk menulis. (Dia mungkin masih sibuk sekali.) Tetapi, karena saya yakin Anda sadar, saya hanya menggoda. Saya mungkin pertama kali melihat ide ini sekitar tahun 1990, karena AofE edisi ke-2. Memori yang buruk membuat saya tidak yakin. Saya memang melihat di edisi ke-2 dan ke-3, tadi malam, menemukan sirkuit tetapi tidak menemukannya. Mungkin saya harus menulis hanya untuk melihat apakah dia tahu di mana dia pertama kali mendengarnya?
Jonk
10

Berikut adalah sedikit variasi pada jawaban Tony. Jika Anda suka, harap jawabnya juga.

Di sirkuitnya, D1 pada dasarnya membatalkan penurunan voltase Vbe pada Q1.

Di sirkuit ini, M1 seharusnya membatalkan Vgs (th) dari M2. Idenya adalah bahwa dengan menggunakan MOS, kami akan memuat pembagi lebih sedikit. Namun, jika Vgs (th) dari M1 dan M2 tidak cocok, sirkuit Tony dapat menghasilkan hasil yang lebih baik.

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Nyonya
sumber
8

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
sumber
Mengapa kita perlu dioda di sini? apakah ada tujuan lain selain sedikit meningkatkan tegangan melalui R3?
soundslikefiziks
2
Solusi lain yang tidak menggunakan Op Amp adalah LDO.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
2
Dioda dan metode pengikut emitor komplementer, null offset dibuat ketika buffering beberapa rasio R.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
6

Masalah dengan sebagian besar jawaban BJT ini adalah impedansi input rendah. Itu berarti apa pun yang Anda beri makan harus memiliki impedansi lebih rendah. Selanjutnya arus drive diatur oleh pull-up dan Hfe sehingga Anda sangat terbatas pada seberapa kecil bebannya.

Pengikut voltase sebenarnya memiliki lima persyaratan.

  1. Tegangan output harus mengikuti tegangan input
  2. Impedansi input harus tinggi
  3. Impedansi output harus rendah
  4. Output harus push-pull.
  5. Keluaran harus bisa mendorong dekat, jika tidak sepenuhnya, ke kedua rel.

Sirkuit di bawah ini menyediakan pengikut tegangan tarik-tarikan dengan impedansi masukan yang jauh lebih tinggi dan impedansi keluaran yang lebih rendah.

Menemukan MOSFET yang cocok dengan pasangan / ganda dengan Vgs dan Rds_on rendah adalah penting.

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Saya tidak akan merekomendasikan yang ini untuk melacak sinyal frekuensi tinggi.

Tentu saja, pada saat Anda menambahkan semua yang Anda gunakan lebih banyak real-estate dan biaya daripada sirkuit Op-Amp yang sederhana.

Trevor_G
sumber
-2

Dua resistor 10K dapat diganti dengan dua dioda Zener 5V. Ini tidak akan sebaik menggunakan op-amp. Tergantung pada seberapa stabil 5V untuk beban perlu. Ini berpotensi sangat boros daya terutama jika sumber 10V tinggi.

Dalam hal ini, top 10K resister dapat diganti dengan Zener 5V dan yang lebih rendah dibiarkan terbuka.

Jika pembagi tegangan resistif diperlukan maka resistor 10K dapat diganti dengan 10 ohm atau kurang. Gunakan 1 ohm misalnya. Sangat boros.

peraih mimpi
sumber
Downvoting tanpa komentar? Bicaralah?
dreamcatcher
2
Jawaban Anda mencakup cara hidup yang "sangat boros". Tidak ada seorang pun di pikiran waras mereka yang akan benar-benar mengimplementasikannya dalam kenyataan. Jawaban Anda hampir tidak apa-apa untuk simulasi. Ini bukan jawaban yang OK untuk digunakan dalam kehidupan nyata.
Harry Svensson
1
dua 5V dioda Zener secara seri dapat berarti amp jika total aktual Vz> Vcc .... = kehilangan daya dan kemungkinan kehilangan asap. 2x10 ohm tidak jauh lebih baik. Anjuran saya lumayan meskipun jika beban konsisten.
Trevor_G