带运算放大器的反相缓冲器

电器工程 运算放大器 模拟 缓冲
2022-01-06 12:02:55

我知道用运算放大器(作为电压跟随器)制作单位增益缓冲器很容易:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

我也知道用运算放大器(\$R_1 = R_2\$ 的反相放大器)制作反相缓冲器很容易:

示意图

模拟这个电路

但是,此反相放大器的精度取决于 \$R_1\$ 和 \$R_2\$ 的精度 - 如果它们不紧密匹配,输出将与 \$-V_{in}\$ 略有不同.

有没有办法用不依赖于这些电阻器精度的运算放大器制作反相缓冲器,比如电压跟随器?获得更高精度的电阻器是否更好?

4个回答

不,没有办法只用一个不依赖于电阻值的运算放大器来制作反相缓冲器。您可以获得精度和稳定性非常好的电阻器(以同样令人印象深刻的价格),或者您可以获得匹配的网络(在值和温度系数方面),其中绝对精度可能不那么令人印象深刻,但比率受到严格控制。

有一种方法可以在没有精确电阻的情况下反转信号 - 所谓的飞电容法,但它相当复杂,对于大多数情况下,电阻是更好的解决方案,精度低至 ppm 级。

一种可能。他们过去常常制造一些具有差分输出(正负输出)的专用运算放大器,可能用于驱动差分线路对。我从来没有用过,我不记得零件号。但是我假设如果您要将正输出连接为电压跟随器,则负输出将同样为负。

请注意,即使是电压跟随器运算放大器布置也不完美。有内部增益规格和小偏移,虽然很小,但可能导致输出不是完美的一对一输入。

除了 Nedd 的回答之外,您正在寻找的精密单位增益差分放大器 IC 属于 INA105、DRV134、THAT1240 等类型。有多种品质、制造商和制造商,当然还有不同的价格范围。有问题的电路将是下面的电路,来自 INA105 数据表。

在此处输入图像描述

实践经验经常偏离教科书的理想,特别是在模拟领域。如果您使用来自同一制造商和同一批次的优质电阻器,则单个电阻器之间的精度优于标称值的引用公差。

如果您在实践中需要使用 LM324 等通用器件的单位增益反相运算放大器,只需计算电阻值即可给出计算增益 G = -1.009 ,例如,Rin = 218k, Rf=220k这将为您G = -1提供电压表的实际测量增益。

我从来没有使用过比 LM324 更奇特的东西,我已经使用这部分连接到需要微伏级精度的传感器,而不会出现稳定输出的问题。你的困难开始试图让你的微控制器的 AD 转换器稳定。