Der Spannungsfolger ist einfach eine Schaltung, in der der Ausgang dem Eingang folgt, dh die Ausgangsspannung bleibt gleich der Eingangsspannung. Es ist auch allgemein als Unity Gain Opamp Amplifier oder Opamp Buffer bekannt. Hier konstruieren wir einen Spannungsfolger mit Opamp LM741 und sehen, wie sein Ausgang dem Eingang folgt. Wir haben bereits in unserem Tutorial zum nicht invertierenden Operationsverstärker darüber gesprochen. Hier werden wir es mit echter Hardware erstellen und testen.
Erforderliche Komponenten
- Opamp LM741 - 1 Nr
- Potentiometer - 1 Nr
- Widerstand 1k - 1nos
- Eingang 9V DC
- Opamp Versorgung 12V DC
- Multimeter - 2 Nr
- Kabel anschließen
OP-Amp IC LM741
Der Operationsverstärker LM741 ist ein DC-gekoppelter elektronischer Spannungsverstärker mit hoher Verstärkung. Es ist ein kleiner Chip mit 8 Pins. Ein Operationsverstärker-IC wird als Komparator verwendet, der die beiden Signale, das invertierende und das nichtinvertierende Signal, vergleicht. Im Operationsverstärker-IC 741 ist PIN2 ein invertierender Eingangsanschluss und PIN3 ist ein nicht invertierender Eingangsanschluss. Der Ausgangspin dieses IC ist PIN6. Die Hauptfunktion dieses IC besteht darin, die mathematische Operation in verschiedenen Schaltungen durchzuführen.
Wenn die Spannung am nichtinvertierenden Eingang (+) höher ist als die Spannung am invertierenden Eingang (-), ist der Ausgang des Komparators hoch. Und wenn die Spannung des invertierenden Eingangs (-) höher ist als das nicht invertierende Ende (+), ist der Ausgang NIEDRIG. In dieser drahtlosen Schaltschaltung wird LM741 verwendet, um den IC 4017 für jedes Mal, wenn man eine Hand über den LDR führt, den Impuls für den niedrigen bis hohen Takt zu liefern. Erfahren Sie hier mehr über den Operationsverstärker 741.
Pin-Diagramm des LM741
Pin-Konfiguration des LM741
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PIN NR. |
PIN Beschreibung |
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1 |
Offset null |
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2 |
Invertierender (-) Eingangsanschluss |
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3 |
nicht invertierender (+) Eingangsanschluss |
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4 |
negative Spannungsversorgung (-VCC) |
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5 |
Offset null |
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6 |
Ausgangsspannungsstift |
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7 |
positive Spannungsversorgung (+ VCC) |
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8 |
nicht verbunden |
Spannungsfolgerschaltung und ihre Funktionsweise
Wie gesagt, es handelt sich um einen Verstärker mit Einheitsverstärkung. Dies bedeutet, dass die Verstärkung des Verstärkers 1 beträgt und alles, was als Eingang eingespeist wird, als Ausgang empfangen werden kann. Unten ist das Schaltbild der Spannungsfolgerschaltung:
In der obigen Spannungsfolgerschaltung wird ein variabler Eingang an den nicht invertierenden Anschluss des Operationsverstärkers gegeben, und der invertierende Anschluss erhält die negative Rückkopplung vom Ausgang. Durch Einstellen des Potentiometers am Eingang kann Vs auf einen anderen Wert im Bereich von 0 bis 9 VDC variiert werden.
Gewinn (Av) = Vout / Vin Also, 1 = Vout / Vin Vin = Vout.
Wir können sagen, dass die Ausgabe der Größe der Eingabe folgt. Da die Rückkopplungsschaltung keine externen Komponenten enthält und die Verstärkung Unity (1) ist, wird dieser Spannungsfolger auch als Unity Gain Buffer bezeichnet.
Die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers ist sehr hoch, wenn eine Spannungsfolger- oder Einheitsverstärkungskonfiguration verwendet wird. Manchmal ist die Eingangsimpedanz viel höher als 1 Megaohm. Aufgrund der hohen Eingangsimpedanz können wir also schwache Signale an den Eingang anlegen, und es fließt kein Strom im Eingangspin von der Signalquelle zum Verstärker. Andererseits ist die Ausgangsimpedanz sehr niedrig und es wird der gleiche Signaleingang im Ausgang erzeugt.
Die Spannungsfolgerschaltung wird verwendet, um eine Isolation zwischen zwei verschiedenen Arten von Schaltungen herzustellen. Aufgrund der hohen Eingangsimpedanz ist der Eingangsstrom also viel niedriger als der Ausgangsstrom, während die Ausgangsspannung der Eingangsspannung folgt. Der Spannungsfolger bietet also eine große Leistungsverstärkung über seinen Ausgang. Aufgrund dieses Verhaltens wird der Spannungsfolger als Pufferschaltung verwendet und kann zum Isolieren von Stufen beim Aufbau mehrstufiger Filter oder einer anderen mehrstufigen Schaltung verwendet werden.