运算放大器逆变器，后跟缓冲器。为什么？

在一个示意图中，我一直试图理解我遇到了以下子电路：

它是一个运算放大器反相器，其后直接带有一个缓冲器。VIN来自微控制器中的DAC，该电路产生的VOUT为负VIN。运放由正极和负极供电（此处未显示）。到目前为止，一切都很好。

但是我没有完全看到在此电路中使用OA2的原理。我能看到的唯一原因是：如果没有缓冲器（OA2），则VOUT上的突然负载会从VIN汲取电流，直到运放OA1反馈调整（大约1µs）。使用缓冲区（OA2）不再是这种情况。我说对了吗？还是我错过了什么？

你是对的。在大多数情况下，这很愚蠢，会增加失调电压，并使用另一部分。这很可能只是某人的膝跳反应，或者是盲目地遵循“始终缓冲信号”的规则而没有太费力地考虑它。并非所有原理图都是好的设计的结果。

第二个仅缓冲区运算放大器具有一些微妙的优势：

1. 通过R2的反馈电流消耗了OA1的总输出电流能力。OA2具有所有当前可用的功能来驱动输出。

   在这种情况下，R2为10kΩ，这是一个较弱的论点，因为相对于大多数运算放大器的能力而言，反馈电流非常小。有时会发生这样的电路，因为R2之前要低得多，并且在更改R2的设计变更后并未移除第二个运算放大器。

2. OA2保护输入信号免受滥用输出信号。只要OA1在闭环操作中起作用，Vin就能看到R1的固定阻抗。如果某些负载加载了Vout，使得OA1无法将其驱动到所需电压，则OA1的负输入不再为0 V，并且Vin驱动的戴维宁等效值也随之改变。

   在该电路中，OA 2的输出可以在不影响OA1的输出，这反过来又不会影响Vin时，被滥用的可能。我之所以说“也许”，是因为某些运算放大器在其输入之间具有背靠背二极管。我没有查看您的运算放大器，所以我不知道这里是否是这种情况。如果是这样，那么对Vout的滥用将回到OA2的正输入，而后者将回到Vin。

   这又是一个较弱的论点，因为将运算放大器的输出加载到无法驱动至所需电压的程度通常会使运算放大器超出规格。

它对性能没有太大影响，只是由于传递函数中有两个极点而使其变慢了一点。

设计师可能只需要双运放中的一个运放，然后选择对剩余的放大器做一些有益的操作以免麻烦。这是LM324四通道和LM358双通道放大器的常见情况。

没有具有单个放大器的LM358的普通便宜替代品-任何其他部件都往往更昂贵和/或可能受到某种方式的限制（例如具有较低的最大电源电压），因此，如果LM358足够好，那么您可能会使用它并浪费第二个放大器。

顾名思义，“缓冲区”就在那里，用于“缓冲”输出。

由于OA1是反馈网络的一部分，因此它的某些输出已被使用（通过R2和R1丢失）。这意味着OA1的驱动能力较弱。因此，如果将OA1连接到电路的其他部分，可能会发生意外情况。OA2只是“跟随”或“缓冲”了OA1的输出，并且它的输出负载为零，因此具有完整的驱动能力。这种“缓冲”是常见和使用的，它使电路的操作更加稳定可靠。

同样，缓冲区在延迟方面也很重要。在数字和模拟电路设计中，电路元件都会大大延迟高速信号。有时，使用多个缓冲区-似乎没有目的-除了引入延迟。通常这样做是为了使两个信号在时域中“再次相遇”。

接通电源后，与其他张贴者所说的差别应该很小。

但是，当电源关闭时，第二种形式不太可能使输出流回输入，并且可能使输入负载独立于输出连接。对于某些应用程序（音频？），这可能是理想的属性。这里是否确实如此取决于所讨论的运算放大器的内部电路。由于给出了特定类型，因此这确实可能是设计的一部分。

正如其他人所回答的那样，在您绘制的示意图中，这种布局并没有太多好处。

但是，如果有两个不同的模型运算放大器，并且电阻值不同，则可能有充分的理由使用这种布局。我创建了一个类似的电路，该电路需要放大一个相对高频的信号，然后将输出驱动到50欧姆的负载中。这两个功能需要具有不同特性的运算放大器。对于第一个运算放大器，它需要具有更高的带宽，以使其能够放大高频而不会损失高频增益。对于第二个运算放大器，它必须具有更高的额定输出电流，才能在最大输出电压下驱动50欧姆负载，但并不需要那么高的带宽，因为它的增益仅为1。