Înțelegeți amplificatoarele tampon: clasificare, principii, avantaje, aplicații

Amplificatoarele tampon ajută semnalele să se deplaseze de la o parte a unui circuit la alta, fără a fi slabe sau distorsionate.Ei păstrează lucrurile constant, protejează semnalul și se asigură că totul funcționează fără probleme.În acest articol, veți explora care sunt amplificatoarele de tampon, cum funcționează, tipurile disponibile, unde sunt folosite și de ce contează în proiectarea circuitului.

Catalog

Figura 1. Amplificator tampon

Prezentare generală a amplificatorului tampon

Un amplificator de tampon, numit adesea doar un tampon, ajută la transferul semnalelor fără probleme de la un circuit la altul, potrivindu -și proprietățile electrice.Principala sa lucrare este de a opri sursa de semnal să fie afectată de sarcina conectată la aceasta, ceea ce altfel ar putea provoca probleme cu curentul sau tensiunea.În acest fel, menține semnalul stabil și fiabil atunci când treceți de la o parte a unui circuit la altul.

Mai simplu spus, un amplificator tampon este un circuit mic care protejează un semnal slab de pierderea puterii și distorsionarea.Fără un tampon, conectarea unui semnal slab (cu impedanță mare) direct la o sarcină puternică (cu impedanță scăzută) poate deteriora semnalul.Prin potrivirea impedanței dintre sursă și sarcină, tamponul permite transferul maxim de putere și menține intactă forma inițială a semnalului.

Tipuri de amplificator tampon

Există două tipuri comune de amplificatoare tampon: tampoane de tensiune și tampoane curente.Tampoanele de tensiune mențin tensiunea constantă, în timp ce tampoanele de curent mențin curentul constant.Acestea ajută la prevenirea unei părți a unui circuit să afecteze alta, ceea ce face ca întregul sistem să funcționeze mai bine.

Figura 2. Următorul de tensiune cu creșterea curentului

Amplificator tampon de tensiune

Un amplificator de tamponAre o impedanță de intrare foarte mare, astfel încât abia extrage niciun curent din sursă și o impedanță de ieșire scăzută, astfel încât să poată furniza suficient curent până la următoarea etapă.Acest lucru îl face perfect pentru izolarea circuitelor sensibile și protejarea semnalelor slabe de tensiune de a fi afectate de dispozitivele conectate.

Circuitele tampon de tensiune obișnuită includ adeptul de tensiune (care folosește un amplificator operațional), adeptul emițătorului (care folosește un tranzistor de joncțiune bipolară, BJT) și adeptul sursă (care folosește un tranzistor cu efect de câmp, FET).Aceste circuite urmăresc să producă o tensiune de ieșire care să se potrivească îndeaproape cu tensiunea de intrare, oferind în același timp o capacitate de conducere mai bună.

Figura 3. Diagrama amplificatorului curent

Amplificator tampon curent

Un amplificator de tampon curent este proiectat pentru a transfera curentul de la un circuit la altul, prevenind în același timp cel de -al doilea circuit să supraîncărce sau să deranjeze primul.Este util în special în sistemele în care controlul curentului este mai important decât tensiunea.

Un tampon curent conectează de obicei o sursă de impedanță cu ieșire scăzută la o sarcină cu impedanță cu intrare mare, asigurându-se că sursa poate livra curent fără a fi afectată de ceea ce vine după aceasta.Acest lucru ajută la menținerea fluxului de curent stabil și previne distorsiunea semnalului cauzată de efectele de încărcare.Un tampon de curent ideal are o impedanță de intrare zero, astfel încât nu rezistă curentului de intrare și impedanței de ieșire infinită, astfel încât poate menține același curent indiferent de sarcină.Aceste amplificatoare sunt adesea utilizate în procesarea semnalului analogic și în circuitele specializate ale modului curent.

Aplicații de amplificator tampon

Controlul tensiunii - În circuitele care controlează tensiunea, tampoanele ajută să se asigure că ieșirea urmează constant intrarea.Acest lucru menține tensiunea stabilă.

Sisteme RF (frecvență radio) - Tampoanele separă diferite părți ale circuitelor RF, astfel încât semnalele nu interferează între ele.Acest lucru îmbunătățește performanța și reduce distorsiunea.

Dispozitive audio - Amplificatoarele tampon sunt utilizate în microfoane, instrumente muzicale și boxe pentru a menține sunetul clar.Acestea ajută la potrivirea nivelurilor de semnal, astfel încât audio să rămână puternic și să nu fie denaturate.

Circuite senzor - Senzori ca cei care măsoară temperatura sau presiunea dau adesea semnale slabe.Tampoanele întăresc aceste semnale, astfel încât să poată fi trimise sau citite cu ușurință.

Sisteme de colectare a datelor - În sistemele care măsoară sau colectează date, tampoanele stau între senzor și cititor.Acestea ajută să se asigure că lectura este exactă prin prevenirea interferenței.

Cum funcționează un amplificator tampon

Figura 4. Diagrama tamponului de câștig de unitate

Un amplificator tampon ia un semnal slab și îl trece de -a lungul timpului fără a -și schimba tensiunea, dar oferă semnalului puterea de a conduce alte părți ale unui circuit.Face acest lucru folosind un amplificator operațional (OP-AMP) configurat într-o configurație a câștigului Unity, ceea ce înseamnă că ieșirea este conectată direct la intrarea inversă (-).În schimb, semnalul de intrare este aplicat la intrarea care nu este inversare (+).Acest aranjament obligă tensiunea de ieșire să se potrivească cu tensiunea de intrare, creând ceea ce se numește un adept al tensiunii.

Deoarece tamponul are o impedanță de intrare foarte mare, acesta nu atrage aproape niciun curent din sursă, ceea ce protejează sursele sensibile sau cu impedanță mare de a fi supraîncărcate.În același timp, are o impedanță de ieșire foarte mică, permițându -i să ofere mai mult curent la orice urmează în circuit.Această combinație menține semnalul intact în timp ce face suficient de puternic pentru a se alimenta în sarcini cu impedanță scăzută, fără distorsiune sau cădere de tensiune.

Amplificatorul tampon transformă impedanța între diferite etape ale unui circuit.Menține tensiunea constantă în timp ce crește capacitatea actuală, mai ales atunci când conectează senzori slabi sau surse de semnal la componente care necesită mai multă putere.

Avantajele amplificatorului tampon

Avantaje:

• Ajută la conectarea circuitelor nepotrivite - leagă fără probleme piesele cu o impedanță diferită, fără a provoca probleme de semnal.

• Mențineți semnalul curat - previne denaturarea semnalului atunci când treceți prin diferite secțiuni de circuit.

• Protejează intrarea - oprește sarcina de ieșire de la afectarea sau supraîncărcarea sursei de semnal.

• Îmbunătățește fluxul de energie - transferă puterea mai eficient la următoarea etapă, cu pierderi minime.

• Sepun etapele circuitului - izolate electric de intrare și ieșire pentru a evita interferența.

• Performanță stabilă - menține o tensiune constantă chiar și atunci când sarcina se schimbă.

Dezavantaje:

• Fără amplificare a tensiunii - nu poate crește tensiunea semnalului - ieșirea este aceeași cu intrarea.

• Necesită de alimentare - necesită o sursă de energie externă pentru a funcționa, chiar și fără a amplifica tensiunea.

• Adăugă complexitatea circuitului - include componente suplimentare care poate nu sunt întotdeauna necesare în proiectări simple.

• Poate introduce întârzieri la frecvențe înalte - s -ar putea să nu funcționeze bine cu semnale foarte rapide sau de înaltă frecvență.

• Oscilația posibilă dacă este slab proiectată - aspectul sau feedback -ul prost poate provoca un comportament sau zgomot nedorit al semnalului.

Concluzie

Este posibil ca amplificatoarele tampon să nu pară prea multe, dar fac o treabă importantă - semnalele de helping se deplasează curat de la o parte a unui circuit la alta.Indiferent dacă lucrați cu senzori, echipamente audio sau sisteme de mare viteză, bufferele ajută lucrurile să funcționeze mai bine prin oprirea interferenței și protejarea semnalelor slabe.Chiar dacă nu stimulează tensiunea, mențin circuitele constante și ajută totul să rămână conectat pe calea cea bună.