Questo problema di circuito ha una soluzione senza Op-Amp?

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Stavo esaminando la definizione di un follower di tensione in questo sito http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-follower

E 'stato presentato un problema di base e un follower di tensione op-amp come soluzione.

Questo problema può essere risolto senza un amplificatore operazionale?

operational-amplifier circuit-analysis voltage-divider

— soundslikefiziks
fonte

Stai chiedendo motivi pratici o semplicemente per curiosità? Sono abbastanza sicuro che l'amplificatore operazionale sia il modo migliore per gestirlo. Ma se la tensione non deve essere troppo precisa, potrebbe essere possibile farlo con alcuni transistor.

— mkeith,

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Per un carico noto e costante, è banalmente risolto semplicemente prendendo in considerazione il carico nel calcolo del divisore. Si utilizza un sistema di feedback (op-amp o altro) per un carico sconosciuto o variabile.

— Chris Stratton,

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Qual è la vera domanda qui? Non tutti faranno clic sul collegamento per scoprirlo.

— Sean87,

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Sì, più o meno. Contrariamente al disegno che mostra chiaramente una resistenza di carico fissa. Per il carico fisso rappresentato, è possibile rendere la resistenza superiore di 100 ohm (con una potenza nominale adeguata!) E lasciare libero il posto per la resistenza inferiore. Ma molti carichi reali variano nell'uso.

— Chris Stratton,

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Si. A seconda dell'obiettivo REALE e di ciò che è disponibile, questo circuito potrebbe essere sostituito con molte cose. Ad esempio, è possibile sostituire l'amplificatore operazionale con un regolatore di tensione a 5 V. Tecnicamente, questo non è un op-amp.

— mkeith,

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Oh, accidenti. Vedo una soluzione diodo / BJT e una soluzione MOSFET.

Nessuno ha fatto le ovvie soluzioni solo per BJT.

Quindi potrei anche aggiungere anche quelli, ora:

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Qui, sto iniziando con un follower PNP e lo faccio in cascata con un follower NPN (a sinistra.) O, a cascata un follower NPN da un follower PNP (a destra.) Ad ogni modo, se imposti le cose in modo che allora le correnti del collettore saranno simili e quindi anche i valori . (Può essere regolato facilmente, ovviamente, per modificarlo meglio.) $R_1\approx R_2$ $V_{BE}$

È un modo corretto per annullare l' offset . E fa il lavoro del tuo opamp senza l'uso di un opamp (che sarebbe meglio usare perché l'opamp avrebbe gigaohms di impedenza di input e sink e source attivi all'uscita.) $V_{BE}$

Metti un divisore di resistenza all'ingresso, se vuoi.

Come si è persa questa idea? Non lo so.

— Jonk
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Quindi R2 sarebbe il carico di 100 Ohm che sarebbe abbinato a un 100ohm a R1 e la giunzione dei due resistori da 10k andrebbe nell'ingresso?

— 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 "Follower PNP + NPN in cascata?" Non so se abbia un nome. Hmm .... Questo significa che anche attraverso migliaia di ingegneri hanno scoperto, riscoperto e imparato a conoscere questo circuito già da molti decenni ... che nessuno lo ha chiamato ??? Ah ah !! Dichiaro questa topologia di circuito molto calpestata, ma ancora senza nome e con la presente e d'ora in poi il nome e lo chiamo circuito "JK-Follower" !! ;) Possa il nome vivere a lungo e prosperare.

— Jon

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@soundslikefiziks Ottimo da ascoltare. Ora basta inviarlo agli autori dei libri di testo! Possiamo aggiungere JK-Follower al piedistallo Darlington e Sziklai.

— Jon

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@SpehroPefhany Se fossi il meno serio, potrei. È stato meraviglioso in passato e non ci penserei due volte sulla scrittura. (Probabilmente è ancora terribilmente impegnato, però.) Ma dato che sono sicuro che ne sei consapevole, sto solo scherzando. Probabilmente ho visto questa idea per la prima volta intorno al 1990, però, a causa della seconda edizione di AofE. La scarsa memoria mi impedisce di essere sicuro. Ho guardato sia in 2a che 3a edizione, ieri sera, ho trovato il circuito ma non ho trovato il nome. Forse dovrei scrivere solo per vedere se sa dove ne ha sentito parlare per la prima volta?

— Jon

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Ecco una leggera variazione sulla risposta di Tony. Se ti piace, per favore vota anche la sua risposta.

Nel suo circuito, D1 sostanzialmente cancella la caduta di tensione Vbe di Q1.

In questo circuito, M1 dovrebbe cancellare il Vgs (th) di M2. L'idea è che usando MOS, caricheremo il divisore ancora meno. Tuttavia, se il Vgs (th) di M1 e M2 non sono strettamente abbinati, il circuito di Tony potrebbe produrre un risultato migliore.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

— mkeith
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8

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Perché abbiamo bisogno del diodo qui? c'è un altro scopo a parte quello di aumentare leggermente la tensione attraverso R3?

— soundslikefiziks

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Un'altra soluzione che non utilizza un amplificatore operazionale è un LDO.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2

Il diodo e il metodo di follower dell'emettitore complementare annullano l'offset creato durante il buffering di un rapporto R.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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Il problema con la maggior parte di queste risposte BJT è che l'impedenza di ingresso è bassa. Ciò significa che tutto ciò con cui lo nutri deve avere un'impedenza ancora più bassa. Inoltre, la corrente del convertitore di frequenza viene impostata dai pull-up e da Hfe, quindi si è molto limitati su quanto piccolo può essere il carico.

I follower di tensione in realtà hanno cinque requisiti.

La tensione di uscita deve seguire la tensione di ingresso
L'impedenza di ingresso dovrebbe essere elevata
L'impedenza di uscita dovrebbe essere bassa
L'output dovrebbe essere push-pull.
L'output dovrebbe essere in grado di avvicinarsi, se non del tutto, a entrambi i binari.

Il circuito sottostante fornisce un seguace di tensione push-pull con impedenza di ingresso molto più elevata e impedenza di uscita inferiore.

Tuttavia, è importante trovare MOSFET con coppie abbinate / doppie con Vgs basso e Rds_on.

schematico

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Non consiglierei questo però per il monitoraggio dei segnali ad alta frequenza.

Certo, quando aggiungi tutto ciò che hai usato molto più proprietà e costi di un semplice circuito Op-Amp.

— Trevor_G
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-2

I due resistori da 10 K potrebbero essere sostituiti con due diodi Zener da 5 V. Non sarebbe buono come usare un amplificatore operazionale però. Dipende da quanto devono essere stabili i 5 V per il carico. Questo ha il potenziale per essere molto dispendioso di energia soprattutto se la sorgente a 10 V è alta.

Del resto, il resister da 10 K superiore potrebbe essere sostituito con uno Zener da 5 V e quello inferiore lasciato aperto.

Se è necessario un partitore di tensione resistivo, i resistori da 10 K potrebbero essere sostituiti con 10 ohm o meno. Utilizzare 1 ohm per esempio. Molto dispendioso.

— cacciatore di sogni
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Downvoting senza commenti? Parlare?

— acchiappasogni

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La tua risposta abbraccia il modo di vivere "molto dispendioso". Nessuno nella loro mente sana li avrebbe mai effettivamente implementati nella realtà. La tua risposta è a malapena soddisfacente per le simulazioni. Questa non è una risposta OK da usare nella vita reale.

— Harry Svensson,

1

due diodi Zener da 5 V in serie possono significare amplificatori se l'effettivo Vz totale> Vcc .... = potenza persa e probabile perdita di fumo. 2x10 ohm non è molto meglio. Il suggerimento del dischetto è accettabile se il carico è costante.

— Trevor_G,