Operationsverstärker-Inverter, gefolgt von Puffer. Warum?

Du hast recht. In den meisten Fällen ist dies albern, fügt eine Offset-Spannung hinzu und verwendet einen anderen Teil. Höchstwahrscheinlich ist dies nur eine reflexartige Reaktion von jemandem oder das blinde Befolgen einer Regel von "Immer das Signal puffern", ohne zu viel darüber nachzudenken. Nicht alle Schaltpläne da draußen sind das Ergebnis guten Designs.

Der zweite Nur-Puffer-Operationsverstärker hat einige subtile Vorteile:

1. Der Rückkopplungsstrom durch R2 frisst die gesamte Ausgangsstromkapazität von OA1. OA2 hat seine gesamte aktuelle Kapazität zur Verfügung, um den Ausgang zu treiben.

   In diesem Fall mit R2 von 10 kΩ ist dies ein schwaches Argument, da der Rückkopplungsstrom im Verhältnis zur Leistungsfähigkeit der meisten Operationsverstärker so gering ist. Manchmal passiert eine Schaltung wie diese, weil R2 vorher viel niedriger war und der zweite Operationsverstärker nach einer Designänderung, die R2 erhöht hat, nicht entfernt wurde.

2. OA2 schützt das Eingangssignal vor Missbrauch des Ausgangssignals. Vin sieht die feste Impedanz von R1 nur so lange, wie OA1 im Betrieb mit geschlossener Schleife arbeitet. Wenn etwas Vout lädt, sodass OA1 es nicht auf die gewünschte Spannung treiben kann, liegt der negative Eingang von OA1 nicht mehr auf 0 V, und das Thevenin-Äquivalent, das Vin antreibt, ändert sich.

   In dieser Schaltung kann der Ausgang von OA2 missbraucht werden, ohne den Ausgang von OA1 zu beeinflussen, was wiederum Vin nicht beeinflusst, vielleicht . Der Grund, warum ich "vielleicht" sage, ist, dass einige Operationsverstärker Dioden zwischen ihren Eingängen haben. Ich habe Ihren Operationsverstärker nicht nachgeschlagen, daher weiß ich nicht, ob dies hier der Fall ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Missbrauch von Vout zum positiven Eingang von OA2 zurückkehren, der zu Vin zurückkehrt.

   Dies ist wiederum ein schwaches Argument, da das Laden eines Operationsverstärkerausgangs bis zu dem Punkt, an dem er nicht auf die gewünschte Spannung fahren kann, den Operationsverstärker im Allgemeinen außerhalb der Spezifikation betreibt.

Es hat keinen großen Einfluss auf die Leistung, außer dass es etwas langsamer wird, weil es zwei Pole in der Übertragungsfunktion gibt.

Wahrscheinlich brauchte der Designer nur den einen Operationsverstärker im Dual und entschied sich dafür, etwas Gutes mit dem verbleibenden Verstärker zu tun, um ihn vor Ärger zu bewahren. Dies ist eine häufige Situation bei LM324 Quad- und LM358 Dual-Verstärkern.

Es gibt kein gängiges preiswertes Äquivalent des LM358 mit einem einzigen Verstärker - alle anderen Teile sind tendenziell teurer und / oder können in irgendeiner Weise eingeschränkt sein (z. B. mit einer niedrigeren maximalen Versorgungsspannung). Wenn also ein LM358 gut genug ist, dann Sie kann es genauso gut verwenden und den 2. Verstärker verschwenden.

Der "Puffer" ist nur dazu da, wie der Name schon sagt, die Ausgabe zu "puffern".

Da OA1 Teil eines Rückkopplungsnetzwerks ist, wird ein Teil seiner Ausgabe bereits verwendet (verloren durch R2 und R1). Dies bedeutet, dass OA1 weniger Antriebsfähigkeit hat. Wenn Sie also OA1 mit einem anderen Teil einer Schaltung verbinden, könnten unbeabsichtigte Dinge passieren. OA2 "folgt" oder "puffert" einfach die Ausgabe von OA1 und hat keine Ausgabebelastung, also volle Antriebsfähigkeit. Dieses "Puffern" wird häufig gesehen und verwendet und macht den Betrieb der Schaltung robuster und zuverlässiger.

Außerdem sind Puffer in Bezug auf die Verzögerung von Bedeutung. Sowohl beim digitalen als auch beim analogen Schaltungsdesign können Hochgeschwindigkeitssignale durch Schaltungselemente erheblich verzögert werden. Manchmal werden mehrere Puffer verwendet – scheinbar ohne Zweck – außer um eine Verzögerung einzuführen. Dies geschieht in der Regel so, dass sich zwei Signale im Zeitbereich "wieder treffen".

Wenn der Strom eingeschaltet ist, soll es kaum einen Unterschied geben, wie die anderen Poster angemerkt haben.

Wenn der Strom jedoch abgeschaltet wird, ist es bei der zweiten Variante weniger wahrscheinlich, dass der Ausgang zurück in den Eingang fließt, und wird wahrscheinlich die Eingangslast von den Ausgangsverbindungen unabhängig machen. Für einige Anwendungen (Audio?) kann dies eine wünschenswerte Eigenschaft sein. Ob dies hier tatsächlich der Fall ist, hängt von der internen Schaltung des betreffenden Operationsverstärkers ab. Da ein bestimmter Typ angegeben ist, kann dies tatsächlich Teil des Designs gewesen sein.

In dem Schaltplan, den Sie gezeichnet haben, bietet dieses Layout, wie andere geantwortet haben, nicht so viele Vorteile.

Wenn es jedoch zwei verschiedene Operationsverstärkermodelle gibt und die Widerstandswerte unterschiedlich sind, kann es gute Gründe geben, ein solches Layout zu verwenden. Ich habe eine ähnliche Schaltung erstellt, die ein relativ hochfrequentes Signal verstärken und dann den Ausgang auf eine 50-Ohm-Last treiben musste. Diese beiden Funktionen erfordern Operationsverstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften. Für den ersten Operationsverstärker muss er eine höhere Bandbreite haben, damit er eine hohe Frequenz ohne Verstärkungsverlust bei hohen Frequenzen verstärken kann. Der zweite Operationsverstärker musste einen höheren Nennausgangsstrom haben, um eine 50-Ohm-Last bei maximaler Ausgangsspannung treiben zu können, benötigte aber keine so hohe Bandbreite, da er nur eine Verstärkung von 1 hatte.