[实用新型]一种电压跟随器电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电压跟随器电路。

背景技术

电压跟随器电路是电路设计领域非常常用的一种电路功能模块，基本上有模拟电路就有电压跟随器，因为它可以完成电路设计中一个很常用的功能——阻抗变换或阻抗隔离。现有的低成本电压跟随器电路通常都存在以下问题：一、输出电压虽能跟随输入电压变化，但通常存在一个较大的差值(高偏差)；二、输出电压和输入电压之间的偏差会随温度的变化而发生变化(高温漂)。因为电压跟随器电路是很常用的单元电路，所以价格昂贵的电压跟随器电路难以在广泛的产品中得到应用。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型的目的是提供一种电压跟随器电路，低偏差、低温漂、低成本，提高实际生产制造的效率，并且可以很容易地接入反馈环节进一步提高精度。

为达到上述目的，本实用新型提供的电压跟随器电路由两个参数一致的运算放大器，和电阻R1和R2组成，其中运算放大器U1A的正极输入端接电压跟随器的输出电压Vout，运算放大器U1A的负极输入端与串联的电阻R1和电阻R2连接后，接到运算放大器U1B的负极输入端，且运算放大器U1A的输出端与电阻R1和电阻R2连接；运算放大器U1B的输出端接电压跟随器的输出电压Vout，运算放大器U1B的正极输入端接电压跟随器的输入电压Vin。

运算放大器U1A和运算放大器U1B为同一芯片封装上的两个参数一致的运算放大器，则两运算放大器的输入电压偏差相等，即Vin-Ua＝Vout-Ub；两运算放大器的输入偏置电流也相等Ib1＝Ib2。选择R1＝R2则：

Ua＝Uc+Ib2×R2＝Uc+Ib1×R1＝Ub

因而Vin＝Vout。因为Vin-Ua＝Vout-Ub和Ib1＝Ib2的关系在温度变化时也成立，所以Vin＝Vout在温度变化时也成立。在实际电路中R1和R2有一定的偏差，但仍有Ua-Ib2×R2＝Uc＝Ub-Ib1×R1，即Ua-Ub＝Ib2*R2-Ib1*R1≈Ib1*(R2-R1)，现代的集成运算放大器输入偏置电流Ib通常为几十nA，当R1、R2选用10K的精度为±1％电阻时，Vin-Vout＝Ua-Ub也不过几uV，现代运算放大器的Ib随温度的变化典型的为10pA/℃，Vin-Vout随温度的变化也不过2nV/℃。综上所述，该电路实现了输出电压Vout对输入电压Vin的低偏差跟随，且几乎不随温度的变化而发生变化。

在实际使用中，为稳定工作避免出现高频自激振荡，通常应加入高频负反馈通路，电容C1接入运算放大器U1A的正相输出端和运算放大器U1B的反相输入端之间。当输出的电流驱动能力不足时，加入驱动增强电路，运算放大器的输出端接入三极管Q1的基极。

本实用新型的基本电路原理如附图1所示：图中Vin为电压跟随器的输入电压，Vout为电压跟随器的输出电压。运放U1A和运放U1B为同一芯片封装上的两个参数一致的运放，则两运放的输入电压偏差相等，即Vin-Ua＝Vout-Ub；两运放的输入偏置电流也相等Ib1＝Ib2。选择R1＝R2则：

Ua＝Uc+Ib2×R2＝Uc+Ib1×R1＝Ub

因而Vin＝Vout。Vin-Ua＝Vout-Ub和Ib1＝Ib2的关系在温度变化时也成立，所以Vin＝Vout在温度变化时也成立。在实际电路中R1和R2有一定的偏差，

但仍有Ua-Ib2×R2＝Uc＝Ub-Ib1×R1，即Ua-Ub＝Ib2*R2-Ib1*R1≈Ib1*(R2-R1)，现代的集成运放输入偏置电流Ib通常为几十nA，当R1、R2选用10K的精度为±1％电阻时，Vin-Vout＝Ua-Ub也不过几uV，现代运放的Ib随温度的变化典型的为10pA/℃，Vin-Vout随温度的变化也不过2nV/℃。综上所述，该电路实现了输出电压Vout对输入电压Vin的低偏差跟随，且几乎不随温度的变化而发生变化。

在实际使用中，为稳定工作避免出现高频自激振荡，通常应加入高频负反馈通路，如附图2中的电容C1。

如果实际使用时输出的电流驱动能力不足可加入驱动增强电路，如附图3中的三极管Q1。

本实用新型提供所述电压跟随器电路，去掉了DA输出电路中常用的可调电阻，提高实际生产制造的效率，低偏差、低温漂、低成本，并且可以很容易地接入反馈环节进一步提高精度。该电路可以很快在实际产品中应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路框图；

图2是本实用新型实施例2的电路框图；

图3是本实用新型实施例3的电路框图。

具体实施方式