设计目标

设计说明

此设计用于通过提供高输入阻抗和低输出阻抗来缓冲信号。该电路通常用于驱动低阻抗负载、模数转换器 (ADC) 和缓冲器基准电压。该电路的输出电压等于输入电压。

设计说明

1. 使用运算放大器线性输出运行范围，通常在 A_OL 测试条件下指定该范围。
2. 小信号带宽由放大器的单位增益带宽决定。
3. 检查数据表中的最大输出电压摆幅与频率间的关系图，以更大限度地减小转换导致的失真。
4. 共模电压等于输入信号。
5. 不要将容性负载直接放置在大于数据表推荐值的输出上。
6. 如果驱动低阻抗负载，可能需要高输出电流放大器。
7. 有关运算放大器线性运行区域、稳定性、转换导致的失真、容性负载驱动、驱动 ADC 和带宽的更多信息，请参阅设计参考 部分。

设计步骤

此电路的传递函数遵循：

1. 验证放大器是否可利用所提供的电源电压达到期望的输出摆幅。使用在 A_OL 测试条件中给出的输出摆幅。放大器的输出摆幅范围必须大于设计所需的输出摆幅。
   $-14\mathrm{V}\le {\mathrm{V}}_{\mathrm{o}}\le 14\mathrm{V}$
   • 使用 ±15V 电源的 LM7332 的输出摆幅大于设计所需的输出摆幅。因此，满足该要求。
   • 查看产品数据表中的输出电压与输出电流之间的关系曲线，验证是否可实现与所需输出电流对应的所需输出电压。
2. 验证在使用所提供的电源电压时不会超出放大器的输入共模电压。放大器的输入共模电压范围必须大于输入信号电压范围。
   $-15.1 \mathrm{V}\le {\mathrm{V}}_{\mathrm{icm}}\le 15.1 \mathrm{V}$
   • 使用 ±15V 电源的 LM7332 的输入共模范围大于设计所需的输入共模范围。因此，满足该要求。
3. 计算最大程度地降低转换导致的失真所需的最小压摆率。
   $\mathrm{SR}>2\times \mathrm{\pi }\times \mathrm{Vp}\times \mathrm{f}=2\times \mathrm{\pi }\times 10\mathrm{V}\times 100\mathrm{kHz}=6.28\mathrm{V}/\mathrm{\mu s}$
   • LM7332 的压摆率为 15.2V/µs。因此，满足该要求。
4. 验证器件是否有足够的带宽用于所需的输出信号频率。
   ${\mathrm{f}}_{\mathrm{signal}}<{\mathrm{f}}_{\mathrm{unity}}$
   $100kHz <\hspace{0.17em}7.5MHz$
   • 所需的输出信号频率小于 LM7332 的单位增益带宽。因此，满足该要求。

设计仿真

直流仿真结果

交流仿真结果

设计参考资料

德州仪器 (TI)，采用隔离电阻器且经验证的容性负载驱动参考设计，TIPD128 经过验证的设计

德州仪器 (TI)，缓冲器（跟随器）电路仿真，SBOC491 软件工具

设计特色运算放大器

设计备选运算放大器

以下器件用于先前所述的原始设计目标以外的电池供电或功率敏感型设计，在这些设计中需要降低系统总功耗。