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單電源供電的運(yùn)算放大器偏置方法

電子工程師 ? 來源:工程師曾玲 ? 作者:星克曼 ? 2019-10-27 12:10 ? 次閱讀

運(yùn)放分為單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放,具體要求請查看在運(yùn)放的datasheet。

隨著電池供電的移動(dòng)設(shè)備等要求,單電源供電芯片發(fā)展迅速。

在對電路進(jìn)行理論分析時(shí),我們?yōu)榱朔奖憬?jīng)常使用雙電源供電。但在實(shí)際使用時(shí),多半使用單電源供電。

區(qū)別是:

雙電源供電時(shí),一般情況下,運(yùn)放的正負(fù)電壓,大小相等,符號相反,中間值接地(地是+VCC,和-VCC和的一半),當(dāng)輸入信號是以地參考時(shí),運(yùn)放的輸出是以地進(jìn)行參考的,盡管一般情況下,運(yùn)放電源本身并不接地, (有些芯片有REF引腳可以接地)。

而且單電源工作時(shí),加上運(yùn)放的非理想性,如果將運(yùn)放其中一個(gè)腳接成地,從雙電源的角度來看的話,相當(dāng)于接到了較低電源電壓端,而運(yùn)放要想輸出0V地,也就是達(dá)到較低的電源power rail,這對運(yùn)放的軌輸出能力output voltage swing 提高了要求。而且運(yùn)放無法輸出超過電源范圍的電平,當(dāng)使用正電源和地單電源供電時(shí),運(yùn)放無法輸出負(fù)電壓。

單電源供電對運(yùn)放最大的影響是:

影響了輸入輸出電壓范圍,進(jìn)而限制了電路的動(dòng)態(tài)范圍,導(dǎo)致信號失真。

具體使用方式如下:

1:在放大直流信號時(shí),如果采用雙電源運(yùn)放,則只能選擇正負(fù)雙電源供電,否則 無法正常工作;如果采用單電源運(yùn)放,則單電源供電或雙電源供電都可以正常工作;

2:在放大交流信號時(shí),無論是單電源運(yùn)放還是雙電源運(yùn)放,采用正負(fù)雙電源供電都可以正常工作;

3:在放大交流信號時(shí),無論是單電源運(yùn)放還是雙電源運(yùn)放,簡單的采用單電源供電都無法正常工作,對于單電源運(yùn)放,表現(xiàn)為無法對信號的負(fù)半周放大,而雙電源運(yùn)放無法正常工作。

要采用單電源,就需要所謂的“偏置”。而偏置的結(jié)果是把供電所采用的單電源相對的變成“雙電源”。偏置方法有:

電阻分壓法

2運(yùn)放電壓跟隨器法

3虛地發(fā)生器法

芯片如TLE2425等可提供精確的偏置電壓,但成本也高。單電源供電的電路(圖一中右)運(yùn)放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到VCC+,地或者 VCC-引腳連接到 GND。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運(yùn)放的輸入引腳上,這時(shí)運(yùn)放的輸出電壓也是該虛地電壓,運(yùn)放的輸出電壓以虛地為中心,擺幅在 Vom 之內(nèi)。但在大部分應(yīng)用中,輸入和輸出是參考電源地的,所以設(shè)計(jì)者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容,用來隔離虛地和地之間的直流電壓。

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