電壓跟随器應用廣泛，生活中大大小小的電子器件中均包含電壓跟随器。本文對于電壓跟随器的講解，在于向大家介紹LM358電壓跟随器的設計方案以及電壓跟随器運放相關内容。此外，如果你對如何使用LM324搭建電壓跟随器具備一定興趣，可翻閱上篇電壓跟随器相關文章。

一、LM358電壓跟随器設計方案

LM358是雙運放組成的運算放大器，可以單電源供電，也可以雙電源供電。常用來做電壓信号采集的前端電壓跟随器，同時起到增加輸入阻抗的作用，避免影響被測量的電壓值。我拆了一個信号采集卡，把它裡面的電壓信号采集前端358電路畫了出來，與大家分享。

經驗分享：LM358當工作在單電源5V供電時，當IN 從0~5V輸入，其輸出電壓OUT隻能從0~3.7V，而不是0~5V，也就是說，當IN 輸入0~3.7V時，電壓可以跟随到OUT，當輸入大于3.7V時，輸出将還是3.7V，大不了了。那怎麼辦?

LM358引腳圖

解決方法1：增加LM358的電源電壓，比如加個12V，這時候，你的IN 從0~5V，OUT也可以從0~5V了。不過，當你的系統沒有 12V電源可用，專門增加一個 12V電源，可不是一個好辦法，而且，當你提供 12V時，萬一輸入超過了5V，輸出也會超過5V，這時候，你的單片機ADC引腳超壓，就有壞的可能哦，這樣的産品，确實能用，實則不耐用，請君慎重考慮。

解決方法2：在IN 的前端，加分壓電阻，例如，加兩個精密10K的電阻，如上圖所示(阻值改為2個10K)，這樣當輸入電壓為0~5V時，IN 腳電壓為0~2.5V，OUT引腳也可以從0~2.5V，在在單片機内部把測量到的值乘以2，即是實際的輸入電壓值。此種方法相比前者，要可取，最起碼系統就經久耐用的，不會造出國産垃圾。不過，有個缺點，就是分辨率降低一倍，在某些應用中，這是緻命傷，例如電子台秤。

解決方法3：換IC，不用LM358了，用一個滿幅電壓運放，業内稱為rail to rail的運放，例如工業中常用的TLC2262，引腳功能和LM358一樣，也就是說兩個可以互換，但是，當IN 為0~5V時，TLC2262的OUT可以從0~5V，當然，TLC2262的價格要比LM358貴。此芯片已被廣泛應用于各種工業場合，在成本不是很敏感的前提下，請君放心使用!

TLC2262引腳圖

二、電壓跟随器運放

在電路中，電壓跟随器一般做緩沖級及隔離級。因為，電壓放大器的輸出阻抗一般比較高，通常在幾千歐到幾十千歐，如果後級的輸入阻抗比較小，那麼信号就會有相當的部分損耗在前級的輸出電阻中。在這個時候，就需要電壓跟随器來從中進行緩沖。起到承上啟下的作用。應用電壓跟随器的另外一個好處就是，提高了輸入阻抗，這樣，輸入電容的容量可以大幅度減小，為應用高品質的電容提供了前提保證。

電壓跟随器的另外一個作用就是隔離，在HI-FI電路中，關于負反饋的争議已經很久了，其實，如果真的沒有負反饋的作用，相信絕大多數的放大電路是不能很好的工作的。但是由于引入了大環路負反饋電路，揚聲器的反電動勢就會通過反饋電路，與輸入信号疊加構成電壓跟随器的。造成音質模糊，清晰度下降，所以，有一部分功放的末級采用了無大環路負反饋的電路，試圖通過斷開負反饋回路來消除大環路負反饋的帶來的弊端。但是，由于放大器的末級的工作電流變化很大，其失真度很難保證。

傳統運放電路

三、注意事項

對于采用負反饋的放大電路，如何減少振蕩以保持穩定，目前尚無定論。電壓跟随器也不例外。

運算放大器理想的運行狀态是輸出電壓和輸入電壓為同相，即，當負輸入端的印加電壓引起輸出增大時，運算放大器能夠相應地使增加的電壓降低。不過，運算放大器的輸入端和輸出端的相位總有差異。當輸出和輸出之間的相位相差180°時，負輸入與正輸入正好相同，原本應該減少的輸出卻得到了增強。(成為正反潰的狀态。)如果在特定頻段陷入這一狀态，并且仍然保持原有振幅，那麼該輸出頻率和振蕩狀态将一直持續下去。

電壓跟随器和反饋環路

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