Buffer

Buffer, Symbolbild
Buffer, Symbolbild

unter einem Buffer versteht man einen Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1, bzw. 0dB. Er dient der Impedanzanpassung zwischen einer Signalquelle und angeschlossener Last und muss über ausreichend Stromlieferfähigkeit verfügen. Häufig findet man hier integrierte oder diskret aufgebaute Operationsverstärker, die durch die Rückkopplung auf 0dB Verstärkung eingestellt sind. Nun hat ein OPA aber eine sehr hohe openloop Verstärkung mit geringster Bandbreite. Er verhält sich also ohne die Rückkopplung nicht wie ein Verstärker, sondern wie ein Integrator. Erst mit Rückkopplung wird der gewünschte lineare Amplitudengang erreicht.

Stellen Sie sich vor sie möchten mit ihrem Ferrari vor dem Eiskaffee cruisen. Damit sie langsam genug fahren, treten sie bei Vollgas gleichzeitig mächtig auf die Bremse. Das ist weder angenehm für die Ohren, noch cool.

Ähnliches passiert beim OPA. Es klingt nicht wirklich entspannt und gut.

Dabei geht es anders und einfacher.

Schon ein einzelner Transistor als Emitter- oder Sourcefolger geschaltet macht quasi von ganz alleine, was wir von einem Puffer erwarten.

Analog gesprochen, fahren wir den Ferrari nun ungebremst mit wohl dosiertem Gas. Vielleicht nicht ganz mit der stupenden Geschwindigkeitskonstanz, aber viel entspannter und angenehmer für die Ohren.

Mit nur wenigen zusätzlichen Bauteilen lassen sich sehr verzerrungsarme Buffer ohne globale Rückkopplung bauen, die OPA-Buffer locker stehen lassen.

 

Buffer

Buffer symbolized
Buffer symbolized

a Buffer is an amplifier with a gain of 1, or 0dB. It matches impedances between the attached signal source and load device and supplies for the required load currents. Quite regularly one finds operational amplifier structures, either in dicrete or integrated form, that´s gain is set by a global feedback loop to 0dB. Now a OP-Amp features very high openloop gain and very small openloop bandwidth. Without feedback loop it rather behaves like an integrator and not at all like an linear amplifier. It only functions as amplifier under closedloop conditions.

Imagine Yourself cruising with a Ferrari in front of a Café. To be slow enough You push the pedal fully, while at the same You brake very hard.

A OP-Amp works similar. And similarly it doesn´t sound well and relaxed.

Things can be alot different and simpler though.

A single transistor alone, connected as Emitter- or Source-follower already does exactly, what we expect from a Buffer.

Talking in analogies, You´d drive the Ferrari with just low enough gas without braking. Maybe not just with that stupendous speed stability, but much more relaxed and ear-pleasing.

Using only a few additional parts one can build buffers with low harmonics distortion and no global feedback loops, that sound more authentic than OP-Amp-Buffers.