Sledovač napětí je jednoduše obvod, ve kterém výstup sleduje vstup, což znamená, že výstupní napětí zůstává stejné jako vstupní napětí. To je také běžně známé jako Unity gain Opamp Amplifier nebo Opamp Buffer. Zde sestavíme sledovač napětí pomocí Opamp LM741 a uvidíme, jak jeho výstup následuje po vstupu. Už jsme o tom diskutovali v našem kurzu Neinvertující operační zesilovač, zde jej sestavíme se skutečným hardwarem a otestujeme.
Požadované komponenty
- Opamp LM741 - 1 nos
- Potenciometr - 1 nos
- Rezistor 1k - 1nos
- Vstup 9V DC
- Napájení zesilovače 12V DC
- Multimetr - 2 nos
- Připojovací vodiče
OP-zesilovač IC LM741
Operační zesilovač LM741 je stejnosměrný elektronický zesilovač vysokého zisku s vysokým ziskem. Je to malý čip s 8 piny. Jako komparátor se používá integrovaný operační zesilovač, který porovnává dva signály, invertující a neinvertující signál. V operačním zesilovači IC 741 je PIN2 invertující vstupní terminál a PIN3 je neinvertující vstupní terminál. Výstupní pin tohoto IC je PIN6. Hlavní funkcí tohoto IC je provádět matematické operace v různých obvodech.
Pokud je napětí na neinvertujícím vstupu (+) vyšší než napětí na invertujícím vstupu (-), pak je výstup komparátoru vysoký. A pokud je napětí invertujícího vstupu (-) vyšší než neinvertující konec (+), pak je výstup LOW. V tomto bezdrátovém spínacím obvodu se LM741 používá k poskytování nízkého až vysokého taktovacího impulzu pro IC 4017, pokaždé, když člověk projde rukou po LDR. Další informace o operačním zesilovači 741 najdete zde.
Kolíkové schéma LM741
Konfigurace kolíku LM741
|
PIN Č. |
Popis PIN |
|
1 |
Offset null |
|
2 |
Invertující (-) vstupní svorka |
|
3 |
neinvertující (+) vstupní svorka |
|
4 |
záporné napětí (-VCC) |
|
5 |
offset null |
|
6 |
Pin výstupního napětí |
|
7 |
kladné napětí (+ VCC) |
|
8 |
Nepřipojený |
Obvod sledovače napětí a jeho fungování
Jak jsme řekli, je to zesilovač zesílení Unity znamená, že zesílení zesilovače bude 1 a vše, co je napájeno jako vstup, může být přijímáno jako výstup. Níže je schéma zapojení obvodu sledovače napětí:
Ve výše uvedeném obvodu sledovače napětí je proměnný vstup uveden do neinvertující svorky operačního zesilovače a invertující svorka má zápornou zpětnou vazbu z výstupu. Nastavením potenciometru na vstupu lze Vs měnit na různé hodnoty v rozsahu 0-9 Vdc.
Zisk (Av) = Vout / Vin Takže 1 = Vout / Vin Vin = Vout.
Můžeme říci, že výstup sleduje velikost vstupu. Protože ve zpětnovazebním obvodu nejsou žádné externí komponenty a zisk je Unity (1), je tento sledovač napětí také známý jako Unity Gain Buffer.
Vstupní impedance tohoto operačního zesilovače je velmi vysoké, když napěťový sledovač, nebo jednota zisk se používá konfigurace. Někdy je vstupní impedance mnohem vyšší než 1 Megohm. Díky vysoké vstupní impedanci tedy můžeme na vstup aplikovat slabé signály a ve vstupním kolíku nebude proudit žádný proud ze zdroje signálu do zesilovače. Na druhou stranu je výstupní impedance velmi nízká a na výstupu bude produkovat stejný vstup signálu.
Obvod sledovače napětí se používá k vytvoření izolace mezi dvěma různými druhy obvodů. Díky vysoké vstupní impedanci je vstupní proud mnohem nižší než výstupní proud, zatímco výstupní napětí sleduje vstupní napětí. Sledovač napětí poskytuje na svém výstupu velký energetický zisk. Kvůli tomuto chování se sledovač napětí používá jako vyrovnávací obvod a lze jej použít k izolaci stupňů při budování vícestupňových filtrů nebo jiného vícestupňového obvodu.