Hat dieses Schaltungsproblem eine Lösung ohne Operationsverstärker?

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Ich habe die Definition eines Spannungsfolgers auf dieser Website http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-follower durchgearbeitet

Es wurde ein Grundproblem vorgestellt und ein Spannungsfolger für den Operationsverstärker als Lösung.

Kann dieses Problem ohne Operationsverstärker gelöst werden?

operational-amplifier circuit-analysis voltage-divider

— klingt wie Fiziks
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Fragen Sie aus praktischen Gründen oder nur aus Neugier? Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Operationsverstärker der beste Weg ist, damit umzugehen. Wenn die Spannung jedoch nicht zu genau sein muss, kann dies mit einigen Transistoren möglich sein.

— Mkeith

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Für eine bekannte konstante Last ist es trivial gelöst, nur die Last in die Teilerberechnung einzubeziehen. Sie verwenden ein Rückkopplungssystem (Operationsverstärker oder auf andere Weise) für eine unbekannte oder variable Last.

— Chris Stratton

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Was ist hier die eigentliche Frage? Nicht jeder wird auf den Link klicken, um es herauszufinden.

— Sean87

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Ja, mehr oder weniger. Im Gegensatz zu der Zeichnung, die deutlich einen festen Lastwiderstand zeigt. Für die abgebildete Festlast können Sie den oberen Widerstand auf 100 Ohm (mit entsprechender Nennleistung!) Stellen und den Platz für den unteren Widerstand nicht belegen. Viele reale Lasten variieren jedoch im Gebrauch.

— Chris Stratton

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Ja. Abhängig vom IST-Ziel und dem, was verfügbar ist, kann diese Schaltung durch viele Dinge ersetzt werden. Sie können beispielsweise den Operationsverstärker durch einen 5-V-Spannungsregler ersetzen. Technisch gesehen ist das kein Operationsverstärker.

— Mkeith

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Oh mein Gott. Ich sehe eine Dioden / BJT-Lösung und eine MOSFET-Lösung.

Niemand hat die offensichtlichen Nur-BJT-Lösungen durchgeführt.

Also könnte ich diese jetzt genauso gut hinzufügen:

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Hier beginne ich mit einem PNP-Follower und kaskadiere ihn mit einem NPN-Follower (links). Oder kaskadiere einen NPN-Follower mit einem PNP-Follower (rechts). So oder so, wenn Sie die Dinge so einrichten, dass dann sind die Kollektorströme ähnlich und die -Werte daher auch ähnlich. (Es kann natürlich leicht angepasst werden, um es besser zu optimieren.) $R_1\approx R_2$ $V_{BE}$

$V_{BE}$

Setzen Sie einen Widerstandsteiler an den Eingang, wenn Sie möchten.

Wie wurde diese Idee übersehen? Ich weiß es nicht.

— Jonk
quelle

R2 wäre also die 100-Ohm-Last, die mit einem 100-Ohm-Wert bei R1 übereinstimmt, und der Übergang der beiden 10-k-Widerstände würde in den Eingang gehen?

— Soundslikefiziks

R_{2}

$R_2$

R_{2}

$R_2$

Q_{2}

$Q_2$

R_{1} \approx R_{2}

$R_1\approx R_2$

60 mV

$60\:\text{mV}$

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@soundslikefiziks "Kaskadierter PNP + NPN-Follower?" Ich weiß nicht, ob es einen Namen hat. Hmm ... Bedeutet das, dass selbst durch Tausende von Ingenieuren diese Schaltung schon seit vielen Jahrzehnten entdeckt, neu entdeckt und kennengelernt wurde ... dass niemand sie benannt hat ??? Ah hah !! Ich behaupte, dass diese viel zertrampelte, aber immer noch unbenannte Schaltungstopologie und hiermit und von nun an die "JK-Follower" -Schaltung genannt wird !! ;) Möge der Name lange leben und gedeihen.

— Jonk

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@soundslikefiziks Schön zu hören. Senden Sie dies jetzt einfach an die Lehrbuchautoren! Wir können JK-Follower zum Sockel von Darlington und Sziklai hinzufügen.

— Jonk

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@ SpehroPefhany Wenn ich das am wenigsten ernsthafte wäre, könnte ich. Er war in der Vergangenheit wunderbar und ich würde nicht zweimal über das Schreiben nachdenken. (Er ist wahrscheinlich immer noch schrecklich beschäftigt.) Aber wie Sie sicher wissen, necke ich nur. Ich habe diese Idee wahrscheinlich zum ersten Mal um 1990 gesehen, wegen der 2. Ausgabe von AofE. Schlechtes Gedächtnis hindert mich daran, sicher zu sein. Ich habe letzte Nacht sowohl in der 2. als auch in der 3. Ausgabe nachgesehen, die Rennstrecke gefunden, aber keinen Namen gefunden. Vielleicht sollte ich nur schreiben, um zu sehen, ob er weiß, wo er zum ersten Mal davon gehört hat?

— Jonk

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Hier ist eine kleine Variation von Tonys Antwort. Wenn es Ihnen gefällt, stimmen Sie bitte auch seiner Antwort zu.

In seiner Schaltung hebt D1 grundsätzlich den Vbe-Spannungsabfall von Q1 auf.

In dieser Schaltung soll M1 die Vgs (th) von M2 aufheben. Die Idee ist, dass wir durch die Verwendung von MOS den Teiler noch weniger laden. Wenn jedoch die Vgs (th) von M1 und M2 nicht genau übereinstimmen, kann Tonys Schaltung ein besseres Ergebnis liefern.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

— Mkeith
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schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Warum brauchen wir hier die Diode? Gibt es einen anderen Zweck als das leichte Erhöhen der Spannung durch R3?

— Soundslikefiziks

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Eine andere Lösung, die keinen Operationsverstärker verwendet, ist ein LDO.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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Die Diode und das komplementäre Emitterfolgerverfahren heben den Versatz auf, der beim Puffern eines R-Verhältnisses erzeugt wird.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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Das Problem bei den meisten dieser BJT-Antworten ist, dass die Eingangsimpedanz niedrig ist. Das bedeutet, dass alles, womit Sie es füttern, eine noch niedrigere Impedanz haben muss. Ferner wird der Antriebsstrom durch die Klimmzüge und Hfe eingestellt, so dass Sie sehr begrenzt sind, wie klein die Last sein kann.

Spannungsfolger haben tatsächlich fünf Anforderungen.

Die Ausgangsspannung muss der Eingangsspannung folgen
Die Eingangsimpedanz sollte hoch sein
Die Ausgangsimpedanz sollte niedrig sein
Der Ausgang sollte Push-Pull sein.
Der Ausgang sollte in der Lage sein, nahe an beiden Schienen, wenn nicht sogar vollständig, zu fahren.

Die folgende Schaltung liefert einen Gegentaktspannungsfolger mit einer viel höheren Eingangsimpedanz und einer niedrigeren Ausgangsimpedanz.

Es ist jedoch wichtig, Matched-Pair / Dual-MOSFETs mit niedrigen Vgs und Rds_on zu finden.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Ich würde dieses jedoch nicht für die Verfolgung von Hochfrequenzsignalen empfehlen.

Natürlich, wenn Sie alles hinzufügen, was Sie verbraucht haben, viel mehr Immobilien und Kosten als eine einfache Operationsverstärkerschaltung.

— Trevor_G
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-2

Die beiden 10K-Widerstände könnten durch zwei 5V-Zenerdioden ersetzt werden. Es wäre allerdings nicht so gut wie ein Operationsverstärker. Hängt davon ab, wie stabil die 5V für die Last sein müssen. Dies kann sehr energiesparend sein, insbesondere wenn die 10-V-Quelle hoch ist.

In diesem Fall könnte der obere 10K-Widerstand durch einen 5V-Zener ersetzt und der untere offen gelassen werden.

Wenn ein ohmscher Spannungsteiler erforderlich ist, können die 10K-Widerstände durch 10 Ohm oder weniger ersetzt werden. Verwenden Sie zum Beispiel 1 Ohm. Sehr verschwenderisch.

— Traumfänger
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— Traumfänger

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Ihre Antwort umfasst die "sehr verschwenderische" Lebensweise. Niemand in ihrem gesunden Verstand würde sie jemals tatsächlich in die Realität umsetzen. Ihre Antwort ist für Simulationen kaum in Ordnung. Dies ist keine OK-Antwort für das wirkliche Leben.

— Harry Svensson

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Zwei 5-V-Zenerdioden in Reihe können Ampere bedeuten, wenn die tatsächliche Gesamtmenge Vz> Vcc .... = Leistungsverlust und wahrscheinlich Rauchverlust. 2x10 Ohm ist nicht viel besser. Ein kleiner Vorschlag ist jedoch passabel, wenn die Last konstant ist.

— Trevor_G