顾名思义,电压跟随器的输出电压与输入电压相同,即电压跟随器的电压放大系数始终小于和接近1。电压跟随器的显着特征是输入阻抗高而输出阻抗低。一般来说,很容易达到几兆欧的输入阻抗。输出阻抗很低,通常为几欧姆甚至更低。输入和输出端子之间的相位差的主要原因可以大致分为两个原因:1.由于运算放大器的固有特性,2.由于运算放大器以外的反馈环路的特性,运算放大器的特性分别由图2a和图2b表示。运算放大器的电压增益&频率特性和相位&频率特性。数据表中也有这两张图。如图所示,运算放大器的电压增益和相位随频率变化。运算放大器的增益与反馈增益(使用电压跟随器时为0dB)之间的差为反馈环路的增益(反馈增益)。如果反馈增益小于1倍(0dB),则即使相位改变180o并返回到正反馈状态,负增益也会在电路中逐渐衰减,并且理论上不会引起振荡。反之,当相位改变180°时,如果对应于该频率的环路增益为1倍,则将保持原始幅度;反之,则为1倍。如果对应于频率的环路增益大于1,则幅度将逐渐发散。在大多数情况下,在幅度发散过程中,由于非线性元素(例如最大输出电压)的影响,幅度受到限制,并且将保持振荡状态。因此,与环路增益为0dB时的频率相对应的相位与180°之间的相位差是判断负反馈环路的稳定性的重要因素,该参数称为相位裕度。 (图2b。)除非另有说明,否则当使用单个放大器作为电压跟随器时,必须保持足够的相位裕度。注意:放大器的数据手册中会显示“建议使用高于6dB的增益”。不能用作电压跟随器。运算放大器外围电路对反馈环路的影响在实际应用中,电压跟随器的形成并不像图1那样简单。输入端子和输出端子直接连接在一起。至少输出连接到某个负载。因此,必须考虑负载对放大器的影响。例如,如图3所示,当电容器连接在输出端子和地之间时,由该电容和运算放大器的输出电阻形成的常数引起相位滞后。 (图2b中所示的状态可能会更改为图2c中所示的状态)。此时,环路增益被输出电阻和C减小。同时,相位和增益之间不再存在比例关系,并且相位滞后成为决定性因素,这会使反馈环路失去稳定性,并可能在最坏的情况下引起振荡。当在输出端子和地之间简单地连接一个电容器以形成一个电压跟随器时,每种类型的运算放大器在稳定性上就存在差异。图4。运算放大器可能需要保护输入端的电阻,这可能是一个问题。为了解决图3中的问题,可以使用图5(a)和(b)中所示的方法。 (A)在图中插入R,以消除CL引起的反馈环路的相位滞后。 (在高频区域,R代表运算放大器而不是CL的负载。)(b)C1用于消除CL引起的相位滞后。为了解决图4的问题,可以将适当大小的电容器与输入保护电阻器并联连接。通常称为“输入电容消除值”,近似值约为10pF〜100pF。