电压跟随器设计以及仿真验证

一.前言

电压跟随器不能增大或减小输入电压的幅度，也不能滤掉高频噪声，那它有什么用呢？当我们把一个信号从一个电路发送到另一个电路时，我们需要考虑信号源电路的输出阻抗以及负载电路的输入阻抗，信号会受二者比值的影响，比值越小，传输到负载的信号受影响越小，而电压跟随器的特性就是高输入阻抗，以及低输出阻抗，这样电压跟随器就能最大程度的还原输入信号，又能最大程度把输入信号低损的输出出去，所以电压跟随器又叫缓冲器。

二.电压跟随器设计以及仿真

1.设计指标如下：

输入		输出		频率	电源
最小电压	最大电压	最小电压	最大电压	f	VCC	VEE
-10V	+10V	-10V	+10V	150KHz	+15V	-15V

2.设计步骤

a.首先确认电路的传递函数，也就是输出以及输出之间的关系：Vo=Vi；

b.根据输入电压范围，确定输出共模电压最大为+10V，所以选型运放时需注意共模电压要大于10V。

c.根据输出电压范围可知，运放电源电压在±15V供电时，输出电压摆幅要能达到±10V。

d.根据输出信号频率150KHz可知运放带宽要大于150KHz。

e.运放的压摆率表示运放正常工作时，输出端所能提供的最大变化速率，当输出信号欲实现比这个速率还快的变化时，运放就不能正常输出信号了，我们根据输出信号频率计算一下最小的输出压摆率要求：

SR>2*3.14*10V*150KHz=9.42V/us；

综合以上信息，我们选定TI的TL05运放，其共模电压输入范围为±11V；

输出电压摆幅为-11V到+11.5V；

单位增益带宽为2.7MHz；

压摆率最小为11V/us；

综合以上参数可以确定TL05运放满足要求;

接下来进行仿真验证，通过直流仿真结果以及交流仿真结果可以发现，我们的跟随器电路直流特性以及交流特性都很好，带宽也满足200KHz的要求。

直流仿真结果：

交流仿真结果：

三.总结

我们主要讲解了电压跟随器电路的构成以及设计过程，最后还通过仿真验证了设计指标与设计要求是吻合的，达到了比闭环验证的效果。
 

审核编辑：汤梓红