使用运放构成电压跟随器的稳定性问题
电压跟随器的作用与特点
电压跟随器的作用与特点1.作用（1）缓冲放大作用：电压跟随器可以将输入信号的电压进行放大，同时可以保持输出电压与输入电压一致，避免由于负载电流而导致输出电压的波动。
（2）消除输入信号源对输出电压的影响：当输入信号源的电阻较大时，电压跟随器可以消除因负载电流变化而引起的输出电压波动，确保输出电压的稳定性。
（3）提供恒定的电阻特性：电压跟随器可以提供一个恒定的输出电阻，使得它的输出和输入信号源连接的负载之间的电压不受电阻的变化影响，从而保证输出电压的稳定性。
（4）提供高输入电阻：电压跟随器通常具有较高的输入电阻，可以有效地减小输入信号源的电流负载，避免对输入信号源产生影响。
2.特点（1）高输入阻抗：电压跟随器的输入阻抗一般比较高，能够有效地避免对输入信号源造成电流负载，提高输入信号源与电压跟随器之间的匹配性。
（2）恒定的输出电压：电压跟随器能够保持输出电压与输入电压一致，不受负载电流变化的影响。
即使负载变化很大，输出电压仍然能够保持在一个恒定的水平上。
（3）低输出阻抗：电压跟随器的输出阻抗一般比较低，能够提供稳定的输出电流，有效地减小输出电压的波动，使其更适合驱动负载。
（4）宽带特性：电压跟随器具有很宽的频带特性，能够有效地传递高频信号，适用于需要处理高频信号的应用。
（5）低失真：电压跟随器通常具有较低的非线性失真和有限的相位延迟，能够保证输入信号和输出信号之间的准确性和一致性。
总之，电压跟随器是一种常用的电子元件，主要用于信号放大和电压稳定等应用。
它具有高输入阻抗、恒定的输出电压、低输出阻抗、宽带特性和低失真等独特的特点。
在实际应用中，根据具体的要求和条件选择适合的电压跟随器，可以有效地改善信号质量、提高电路性能和稳定性。
电压跟随电路原理
电压跟随电路原理
电压跟随电路是一种常见的电路，它的主要作用是使输出电压跟随输
入电压的变化。
在实际应用中，电压跟随电路被广泛应用于电源管理、自动控制、信号处理等领域。
电压跟随电路的原理是基于运放的反馈原理。
运放是一种高增益、高
输入阻抗、低输出阻抗的放大器，它的输入端和输出端之间有一个反
馈回路。
在电压跟随电路中，运放的输入端接收输入电压，输出端通
过反馈回路将输出电压反馈到输入端，从而使输出电压跟随输入电压
的变化。
电压跟随电路的基本结构是一个运放和两个电阻，其中一个电阻连接
在运放的反馈回路中，另一个电阻连接在运放的输入端和地之间。
当
输入电压变化时，运放的输出电压也会随之变化，反馈回路将输出电
压反馈到输入端，从而使输入电压和输出电压保持一致。
电压跟随电路的优点是输出电压稳定，对输入电压的变化响应迅速，
具有较高的精度和稳定性。
在实际应用中，电压跟随电路可以用于电
源管理，例如电压稳定器、电池充电器等；也可以用于自动控制，例
如温度控制、光照控制等；还可以用于信号处理，例如滤波、放大、
变换等。
电压跟随电路的设计需要考虑多种因素，例如输入电压范围、输出电压范围、增益、带宽、稳定性等。
在实际设计中，可以根据具体应用需求选择不同的运放、电阻和电容，以实现最佳的性能和稳定性。
总之，电压跟随电路是一种常见的电路，它的原理基于运放的反馈原理，可以使输出电压跟随输入电压的变化。
在实际应用中，电压跟随电路具有广泛的应用前景，可以用于电源管理、自动控制、信号处理等领域。
电压跟随器原理
电压跟随器原理
电压跟随器是一种电路，它可以使得输出电压始终保持在输入电压的一定倍数。
在许多电子设备中，电压跟随器都扮演着非常重要的角色。
接下来，我们将详细介绍电压跟随器的原理和工作方式。
电压跟随器的原理基于反馈电路。
它通常由一个差动放大器和一个电压跟随电
路组成。
差动放大器的作用是将输入电压与反馈电压进行比较，然后输出一个误差信号。
而电压跟随电路则通过不同的方式来调整输出电压，使其始终保持在输入电压的一定倍数。
在电压跟随器中，最常见的电压跟随电路是由晶体管和电阻组成的。
当输入电
压发生变化时，晶体管的导通状态也会相应改变，从而调整输出电压。
这种电路结构简单，成本较低，因此在实际应用中被广泛采用。
另外，电压跟随器还可以通过运放来实现。
运放是一种高增益、差分输入、单
端输出的放大器，它可以非常精确地放大输入电压，并输出到电压跟随电路中。
通过合理的反馈设计，可以使得输出电压始终跟随输入电压的变化。
无论是采用晶体管还是运放，电压跟随器的原理都是一样的，即通过反馈机制
来调整输出电压，使其始终保持在输入电压的一定倍数。
这种原理在实际应用中非常重要，特别是在需要稳定输出电压的场合，如电源管理、传感器接口等方面。
总的来说，电压跟随器是一种非常实用的电路，它通过简单而有效的原理，可
以实现输出电压对输入电压的跟随，从而在许多电子设备中发挥着重要作用。
希望本文对电压跟随器的原理有所帮助，谢谢阅读！。
运放电压跟随器原理
运放电压跟随器原理
运放电压跟随器（Voltage Follower）是一种放大器电路，它
的输出电压与输入电压完全相同，只是具备较高的输出电流能力。
其主要原理是通过负反馈，将输入信号放大并复制到输出端，实现信号的驱动与隔离作用。
运放电压跟随器由一个运算放大器（Operational Amplifier）和几个电阻组成。
运放是一个高增益的放大器，由于采用了差模输入，其输出电压可以根据输入电压的差异进行调整。
在电压跟随器电路中，输入信号通过一个电阻连接到运放的非反相输入端，同时也连接到运放的反相输入端。
运放的输出端通过一个电阻与非反相输入端相连，形成一个负反馈回路。
当输入电压发生变化时，运放的差模电压放大器将输出电压进行调整，使得非反相输入端电压等于输入电压。
由于负反馈的作用，运放将提供所需的电流来保持输入输出电压的一致性。
因此，输出电压与输入电压相同，但具备更大的电流能力。
运放电压跟随器的主要作用是实现输入输出的隔离与驱动功能。
输入信号经过运放的放大作用后，输出可以驱动更大的负载，而不会引起信号失真。
同时，由于输入输出电压相同，输入信号与输出信号可以完全隔离，避免信号互相干扰。
运放电压跟随器广泛应用于信号放大、缓冲、隔离以及输出电流要求较大的场合。
通过使用适当的电阻和运放，可以实现不同的增益和输出能力。
模拟电子技术基础学习指导与习题解答(谢红主编)第六章 思考题与习题解答
第六章思考题与习题解答6-1 要满足下列要求，应引入何种反馈?(1)稳定静态工作点；(2)稳定输出电压；(3)稳定输出电流；(4)提高输入电阻；(5)降低输入电阻；(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响；(7)提高输出电阻、提高输入电阻。
目的复习引入反馈的原则。
解(1)欲稳定静态工作点应引入直流负反馈，因为静态工作点是个直流问题。
(2)稳定输出电压应引入电压负反馈。
输出电压是交流参量，电压负反馈属于交流反馈组态。
在四种交流负反馈组态中，电压串联负反馈和电压并联负反馈均能达到稳定输出电压的目的。
(3)稳定输出电流应引入电流负反馈。
输出电流也是交流参量，在四种组态中，引电流串联负反馈或电流并联负反馈均可。
(4)提高输入电阻应引入串联负反馈，如电压串联负反馈或者电流串联负反馈。
(5)降低输入电阻应引入并联负反馈，如电压并联负反馈或者电流并联负反馈。
(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响是一个减小输出电阻并提高输入电阻的问题，应引入电压串联负反馈。
(7)输入、输出电阻均提高应引入电流串联负反馈。
6-2 负反馈放大电路为什么会产生自激振荡?产生自激振荡的条件是什么?解在负反馈放大电路中，如果把负反馈引的过深会将负反馈变成正反馈，于是自激振荡就产生了。
产生自激振荡的条件是AF=-1幅度条件AF=1=±(2n+1)π,n为整数相位条件a r g AF或者附加相移φ∆=±180°6-3 判断下列说法是否正确，用√或×号表示在括号内。
(1)一个放大电路只要接成负反馈，就一定能改善性能。
( )(2)接入反馈后与未接反馈时相比，净输入量减小的为负反馈。
( )(3)直流负反馈是指只在放大直流信号时才有的反馈；( )交流负反馈是指交流通路中存在的负反馈。
( )。
(4)既然深度负反馈能稳定放大倍数，那么电路所用各个元件都不必选用性能稳定的。
( )(5)反馈量越大，则表示反馈越强。
运放负反馈电路稳定性设计
运放负反馈电路稳定性设计1模拟量采集系统稳定性分析重要性集成运算放大器的参数有很多，但涉及到实际应用环境的不同，一些参数非常重要，另外一些则相对次要。
例如，在交流高频领域，会重视带宽和压摆率，而在直流精密场合，则重视输入失调电压、输入偏置电流。
还有一些参数，不管直流还是交流，都会重点关注，如开环增益、共模抑制比、电源抑制比等。
但是稳定性设计提及的频率非常低，可能大部分设计人员认为正反馈才振荡，负反馈运放电路不稳定是一个小概率的事情。
特别是在直流精密领域，仿佛从来没有稳定性这么一个说法，大家就把它放在教科书里面而已。
但是稳定性不发生问题则以，一旦发生问题，则是较难处理的问题。
精度不好，可以用软件校验的方式校准，线性度不好可以采用多段线方式来标定。
但是一旦硬件振荡，可能不是细微改动运放附近电路的参数就能解决，大部分情况下面临着改PCB板的风险，改PCB板意味着设计定型的时间延迟，这对产品生产、上市的压力可想而知。
因此，对于模拟量采集系统，不管运放是作为ADC的前级信号整理，还是作为DAC的后级输出，在原理图设计定型之前，花一定的时间来评估稳定性，还是很有必要。
其实完成运放的稳定性设计也并不复杂，通常通过理论分析、仿真评估、测试验证这三个步骤就可完成。
下面将通过一个实际设计案例，依次叙述这三个步骤的内容。
2运放稳定性理论分析2.1运放电路稳定的条件运放的增益可用波特图来表示，波特图就是增益与频率的关系。
波特图上有零点、极点，零点和极点对运放电路增益的幅度和相位造成影响。
极点的影响设增益幅度在运放的带宽内为A（dB），在极点P1处有3dB的衰减，并且自极点以后以-20dB/10倍频的斜率线性衰减。
对于相频特性，在极点P1处有-45°的相移，并且从极点频率的1/10到极点频率的10倍处，有-45°/10倍频的相移，最大会达到-90°的相移。
零点的影响零点的影响与极点相反。
设增益幅度在运放的带宽内为A（dB），那么在零点Z1处有3dB的增加，并且自零点以后以20dB/10倍频的斜率线性增加。
电压跟随器出现的误差
电压跟随器出现的误差
电压跟随器是一种特殊的放大器，其输出电压与输入电压相同，具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点。
然而，在实际应用中，电压跟随器可能会出现误差，这些误差的来源主要包括以下几个方面。
首先，电压跟随器的增益误差会直接影响其输出的精度和稳定性。
理想的电压跟随器增益应该为1，但实际上由于放大器自身的非理想特性，如有限的开环增益、非线性失真等，会导致增益误差。
这种误差可以通过选择高质量的放大器、合理的电路设计以及适当的反馈网络来减小。
其次，电压跟随器内的偏压电流也可能导致输出误差。
偏压电流是放大器在工作时内部电路产生的电流，它会在电阻上产生压降，从而影响输出电压。
为了减小这种误差，可以在反馈电路上加入一个与信号源内阻相等的电阻，从而降低由偏压电流引起的输出电压误差。
此外，实际应用中，电压跟随器的输入输出端可能会出现相位差，这可能是由于运算放大器的固有特性以及反馈环路的特性所导致的。
相位差的存在可能会导致负反馈环路失稳，从而产生震荡。
为了避免这种情况，需要确保环路增益在相位变化180度时仍小于1，即保持足够的相位裕度。
总之，电压跟随器在实际应用中可能出现的误差主要来源于增益误差、偏压电流以及相位差等因素。
为了减小这些误差，需要选择高质量的放大器、合理的电路设计以及适当的反馈网络，并确保环路增益具有足够的相位裕度。
运放电压跟随器原理
运放电压跟随器原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊运放电压跟随器原理。
这玩意儿啊，就像是一个超级忠诚的小跟班！你看啊，运放电压跟随器，它的特点就是输入电压和输出电压几乎是一模一样的。
这就好比你有个朋友，你干啥他就干啥，紧紧跟着你，不离不弃。
想象一下，输入信号就像是个带头大哥，大摇大摆地往前走，而电压跟随器呢，就乖乖地跟在后面，一步也不落下。
它不会去改变这个信号的大小或者形状，就是老老实实地复制粘贴。
为啥要搞这么个东西呢？这用处可大了去了！比如说，有时候你需要一个信号能够原封不动地传递到下一个地方，这时候电压跟随器就派上用场啦。
它就像个信号的保护使者，能确保信号毫发无损地到达目的地。
而且啊，它还特别稳定。
不管前面的信号怎么折腾，它都稳稳当当的，绝对不捣乱。
这就好像是不管外面风浪多大，它都能像定海神针一样坚守自己的岗位。
再打个比方，它就像是个优秀的传声筒。
别人说啥，它就原原本本地传达出来，不会多一句，也不会少一句。
在实际的电路中，电压跟随器可真是个大功臣呢！它能让信号传输得更顺畅，让整个电路系统运行得更稳定。
你说，这运放电压跟随器是不是很神奇？是不是像个默默奉献的小英雄？它虽然不显眼，但却在背后发挥着巨大的作用。
所以啊，可别小瞧了这小小的电压跟随器。
它虽然没有那些复杂电路那么引人注目，但它的价值可一点儿也不低。
它就像是一颗小小的螺丝钉，看似不起眼，但没有它还真不行！总之呢，运放电压跟随器原理就是这么简单又实用。
它在电子世界里默默地发挥着自己的作用，为我们的电子设备保驾护航。
下次你再看到那些复杂的电路，可别忘了找找里面有没有这个小跟班的身影哦！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
电压跟随器的原理及电路
电压跟随器的原理及电路电压跟随器（Voltage Follower），也叫缓冲放大器（Buffer Amplifier），是一种基本的模拟电路，它的主要作用是将输入信号的电压放大到与输入信号一致的电压，并提供一个高输入阻抗和低输出阻抗。
电压跟随器通常由一个高增益的放大器和一个负反馈电路组成。
1.输入信号通过一个差动放大器放大，并经过一个运算放大器的负反馈电路。
2.差动放大器将输入信号的电压放大，并将放大后的信号送入运算放大器的负反馈电路。
3.负反馈电路根据放大后的信号，通过调整运算放大器的输出电压，使得输出电压与输入信号的电压一致。
4.由于负反馈的作用，电压跟随器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，可以提供稳定的输出电压。
```+VinR1+++ +VccA，----------------------M，+VP+-+GNDGND```其中，Vin为输入信号的电压，R1为输入电阻，A为差动放大器，M 为负反馈电路，P为运算放大器，Vcc为正电源，V-为负电源。
在这个电路中，差动放大器A负责放大输入信号的电压，运算放大器P负责实现负反馈，使得输出电压与输入信号的电压一致。
负反馈电路M 根据输出电压的差异，通过调整运算放大器的输出电压，实现电压跟随的功能。
1.输入阻抗高：由于负反馈的作用，电压跟随器的输入阻抗很高，可以减小对输入信号的负载影响。
2.输出阻抗低：电压跟随器的输出阻抗很低，可以提供稳定的输出电压。
3.无相位变化：电压跟随器的输出电压与输入信号的电压一致，不存在相位变化。
1.作为信号源的输出级：可以提供高输出阻抗和稳定的输出电压，用于驱动后级电路。
2.作为输入信号的缓冲放大器：可以提供高输入阻抗，减小对前级电路的负载影响。
3.作为信号调理电路的一部分：可以在不改变信号的幅值和相位的情况下，将信号从一个电路传输到另一个电路。
总之，电压跟随器是一种重要的模拟电路，它能够提供稳定的输出电压，并具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
多级运放稳定性分析及补偿方法
多级运算放大器的频率补偿分析Bo yang 2009-5-3 由于单级运算放大器cascode不能满足低电压的要求，而且短沟道效应和深亚微米CMOS的本征增益下降，所以要使用多级放大，这样就涉及到频率补偿的问题。
大部分的频率补偿拓扑结构都是采用极点分离和零极点抵消技术（使用电容和电阻）。
对于两级运算放大器而言这样的补偿无论是在理论分析还是在实际电路中都是可行的，但是对于多级放大器而言，要考虑的因素很多（电容面积，功耗，压摆率等）。
而且理论的分析不一定都适用于实际的电路。
所以对于多级放大器的频率补偿，这里给出了几种拓扑结构。
由于系统结构，传输函数都很复杂，所以在分析这些拓扑结构之前先给出一些假设条件：1）：假设每一级的增益都远远大于1；2）：假设负载电容和补偿电容都大于寄生集总电容；3）：每一级之间的寄生电容忽略不计。
以上这些假设都是很容易满足，而且在大部分电路中都是满足这些条件条件的。
一single stage对于单级放大器而言，其频率响应比较好，只有一个左半平面得极点，没有零点，所以整个系统是稳定的。
极点位置为：。
其增益带宽积为GBW=gmL/CL.所以可以通过增大跨导，减小输出电容的方式来增大带宽。
实际上它的相位裕度没有90度，是因为存在着寄生的零极点。
二这些寄生的零极点于信号路径上的偏置电流和器件的尺寸有关，所以单位增益带宽也不能无限制的增加，而是等于寄生最小极点或者零点的一半为比较合适的，而且大的偏置电流和小的器件尺寸对于稳定性是必要的二 two stage对于两级的运放，就是采用简单的米勒补偿（SMC）。
其补偿的结构如下所示：对于这种结构的传递函数可以表述如下从传递函数中很容易知道零极点位置。
其中一个右半平面得零点和两个极点。
为了保证系统稳定性，次极点和零点要在比单位增益频率大的地方，这样就要求Cm很大并把主极点推的很低,这样增益带宽积就要减小，要保持同样的速度即单位增益带宽，就要求大的功耗（增加跨导）通常选择次极点在单位增益频率两倍的位置。
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使用运放构成电压跟随器的稳定性问题
本文介绍了使用运放构成电压跟随器的稳定性问题及解决方法。
用运放构成电压跟随器的电路，传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿(如图一)，而实际电路要复杂的多，稳定性问题不可忽视!本文是在一家日本IC厂家网站上找到的，希望对实际应用有一点帮助。
(电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。
)
电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。
输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。
在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。
因为，电压放大器的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。
在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。
起到承上启下的作用。
应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证。
电压跟随器的另外一个作用就是隔离，在HI-FI电路中，关于负反馈的争议已经很久了，其实，如果真的没有负反馈的作用，相信绝大多数的放大电路是不能很好的工作的。
但是由于引入了大环路负反馈电路，扬声器的反电动势就会通过反馈电路，与输入信号叠加。
造成音质模糊，清晰度下降，所以，有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路，试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。
但是，由于放大器的末级的工作电流变化很大，其失真度很难保证。
)
Q. 用电压跟随器使运算放大器保持稳定，须注意哪些问题?
A：对于采用负反馈的放大电路，如何减少振荡以保持稳定，目前尚无定论。
电压跟随器也不例外。
运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相，即，当负输入端的印加电压引起输出增大时，运算放大器能够相应地使增加的电压降低。
不过，运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。
当输出和输出之间的相位相差180°时，负输入与正输入正好相同，原本应该减少的输出却得到了增强。
(成为正反溃的状态。
)如果在特定频段陷入这一状态，并且仍然保持原有振幅，那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。
2. 输入输出端出现相位差的主要原因
其原因大致可分为两种:
1.由于运算放大器固有的特性
2.由于运算放大器以外的反馈环路的特性
2.1. 运算放大器的特性
Fig2a 及Fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。
数据手册中也有这两张曲线图。
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后的增益(使用电压跟随器时为0dB)之差，即为反馈环路绕行一周的增益(反馈增益)。
如果反馈增益不足1倍(0dB)，那么，即使相位变化180o，回到正反馈状态，负增益也将在电路中逐渐衰减，理论上不会引起震荡。
反而言之，当相位变化180o后，如频率对应的环路增益为1倍，则将维持原有振幅;如频率对应的环路增益为大于1倍时，振幅将逐渐发散。
在多数情况下，在振幅发散过程中，受最大输出电压等非线性要素的影响，振幅受到限制，将维持震荡状态。
为此，当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素，该参数称为相位裕度。
如没有特别说明，单个放大器作为电压跟随器时，要保持足够相位裕度的。
注：数据手册注明「建议使用6dB以上的增益」的放大器，不可用作电压跟随器。
2.2. 运算放大器周边电路对反馈环路的影响
在实际应用中，构成电压跟随器并非象Fig1.那样简单地将输入端和输出端直接连接在一起。
至少输出端是与某个负载连接在一起的。
因此，必须考虑到该负载对放大器的影响。
例如，如Fig3.所示，输出端和接地之间接电容时，这一容量与运算放大器的输出电阻构成的常数造成相位滞后。
(Fig2b.所示之状态可能变化为Fig2c所示之状态)这时，环路增益在输出电阻和C的作用下降低。
同时，相位和增益之间不再有比例关系，相位滞后成为决定性因素，使反馈环路失去稳定，最糟糕时可能导致震荡。
单纯地在输出端和接地之间连接电容，构成电压跟随器时，每种运算放大器之间的稳定性存在差异。
Fig4.为输入端需要保护电阻的运算放大器可能发生的问题。
为解决Fig3.出现的问题，可采用Fig5.(a)、(b)所示之方法。
(a)图中插入R，消除因CL而产生的反馈环路相位滞后。
(在高频区，R作为运算放大器的负荷取代了CL而显现出来。
) (b)则用C1来消除CL造成的相位滞后。
为解决Fig4.的问题，则可在输入保护电阻上并联一个尺寸适当的电容。
一般被叫做“输入电容取消值”的近似值约为10pF～100pF。