偏置原因分析

　　從上述LM358內部電路分析可知，單電源供電時運放只能放大對地電壓為正（信號同相端輸入）或為負（信號反向端輸入）的直流信號。如果輸入信號對地為交流時，負半波（信號同相端輸入）或正半波（信號反向端輸入）因為Q13的發射結反偏截止而無法放大，使輸出波形嚴重失真。因此為了獲得不失真的交流放大波形，需通過給輸入信號疊加對地VCC/2的偏置電壓，而得到對地電壓大于零的直流信號。選取VCC/2作為偏置電壓的目的是為了獲得最大的輸出動態響應范圍。

　　但是如果運放的一個輸入端輸入對地偏置VCC/2的信號，另一個輸入端接地，就可以得到如圖2所示的（a），（b）兩種情況。由圖2（a）可得輸出電壓表達式

　　由該式可知輸出電壓應該是負值，但是由于單電源運放的輸出下限飽和值接近0V，而不可能輸出負電壓。因此運放的輸出電壓也接近0V，輸出波形嚴重失真。由圖2（b）可得輸出電壓表達式：

　　同樣由該式可知，在有效信號放大的同時偏置電壓VCC/2也被放大到輸出端。因為運放飽和輸出電壓的限制，使電壓放大倍數被限制在2倍的范圍。若超過這個范圍，輸出電壓飽和、被放大信號波形失真。因此有效信號無法獲得足夠的放大倍數。

　　從上面的分析可以得出下面的結論：當輸入的交流信號對地疊加VCC/2偏置電壓后，就必須在運放的另一個輸入端也疊加VCC/2的偏置電壓。如圖3所示

　　由圖3（a），（b）可分別得到輸出電壓表達式：

　　從上述的兩個表達式分析可得出，偏置電壓VCC/2沒有被放大，有效信號能獲得足夠的放大倍數，并且無論輸入信號是從同相端接入還是從反向端接入都可以獲得不失真的波形。但是此時輸出電壓包含VCC/2的直流分量，這可以通過在輸出端加隔直電容C濾除直流偏壓，進而得到只放大但不失真的輸出電壓信號。