电压跟随器秘笈(五)，电压跟随器对于AD转换器的作用

电压跟随器为重要电子器件，因此电压跟随器具备较强使用价值。为增进大家对电压跟随器的理解，本文将提出一个问题：AD转换器前为何需添加电压跟随器。如果你对该问题存在一定疑惑，表明你对电压跟随器的了解程度较低。如果你不知道答案，不妨在本文中一探究竟。

一、电压跟随器简介

在许多典型电路设计中，AD转换器之前会有一个电压跟随器。这个跟随器到底是不是需要?正常情况下，电压跟随器可以提高输入阻抗，增加抗干扰能力，降低信号源的输出阻抗，目的是为了不增加采样时间，保证AD转换精度;实际电路中这个要在了解跟随器作用的基础上，针对自己的电路特点而定。

电压跟随器一般作用是进行电路的阻抗匹配变换，可知电压跟随器输入电阻大，输出阻抗小;在AD转换芯片前加上电压跟随器即是降低前级电路的输出阻抗(即前级内阻)，如此前级可有效驱动的负载能力越大，ADC即是一负载，ADC采样的电压更接近理想值;一般ADC输入阻抗还是较大的，根据你的前级电路与所使用ADC灵活选用最好。

如果source内阻比较高， 那么就必需要加这个电压跟随器(实质上是阻抗变换器)， 一般AD输入有个1nF的采样保持电容，内部有个很短的开关时间sample&hold，如果没有跟随器，短时间电容充电因为信号源内阻太大， 电容两端的电压会慢慢上升(RC常数太大)，这样采样到的电压就不是真实的电压，比实际要低很多，使用跟随器后， RC常数急剧变小， 这样采样电压就基本=实际电压，但是根据你实际的电路设计， 最终可能会有0.01～2V左右的误差， 这个跟量化误差、参考电压精确度、信号输入分压网络等等有关。

二、电压跟随器的电路特点

共集电路的输入高阻抗，输出低阻抗的特性，使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用，能够使得后一级的放大电路更好的工作。举一个应用的典型例子：电吉他的信号输出属于高阻，接入录音设备或者音箱时，在音色处理电路之前加入这个电压跟随器，会使得阻抗匹配，音色更加完美。很多电吉他效果器的输入部分设计都用到了这个电路。

电压隔离器输出电压近似输入电压幅度，并对前级电路呈高阻状态，对后级电路呈低阻状态，因而对前后级电路起到“隔离”作用。

电压跟随器常用作中间级，以“隔离”前后级之间的影响，此时称之为缓冲级。基本原理还是利用它的输入阻抗高和输出阻抗低之特点。

电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点，可以极端一点去理解，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用，即使前、后级电路之间互不影响。

三、在AD转换器输入之前是否需要接一个电压跟随器

首先，分析跟随器在这里的作用。电压跟随器在这里的作用是阻抗变换作用。

1.将输入阻抗变得很高，这样对于输入信号的影响可以做到很小。

2.输出阻抗边个很低，AD输入阻抗对输入信号的影响可以做到很小。以低输出电阻、瞬间大输出电流、高压摆率、快速建立时间满足ADC内部采样保持电路快速准确采样的需求---好的运放组成的跟随器可以满足这个要求，注意这个跟随器不是一般的运放，得根据ADC的质量高低做出精确的选择。特别需要注意的是，多数ADC内部不具备高阻驱动电路，也就是说他们的输入阻抗一般都不高。

3.电平和动态范围调整，以及电源级保护，使用跟随器说明此电路没有这个需求。

4.抗混叠滤波。如果跟随器的带宽很小，或者增加了低通滤波，都可能实现抗混叠滤波。

同时还需要分析自己电路和被测信号做出是否用跟随器的决定。

1.如果信号源的输出阻抗很小，那么影响1可以忽略。

2.如果AD的输入阻抗很大，那么影响1和影响2均可以忽略。

3.若两个影响都可以忽略，不必采用跟随器。

4.存在一个影响，就需要选用跟随器。

以上便是此次小编带来的“电压跟随器”相关内容，通过本文，希望大家对电压跟随器对于AD转换器的作用具备一定的认知。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!