单电源运放在电路设计中的应用

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1、第25卷第4期集成电路通讯Vol.25No.42007年12月JICHENGDIANLUTONGXUNDec.2007单电源运放在电路设计中的应用吴猛(中国兵器工业第214研究所蚌埠233042)摘要介绍单电源运放的使用特点及在电路设计中典型应用。关键词单电源运放交流耦合虚地直流偏置它们的标识是VCC+和GND,这是有些数据手册1前言将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放我们经常使用运算放大器设计许多经典的电的区别。这并不是说一定要那样使用,也可能可路,但这些电路大多建立在双电源运算放大器的以工作在其他的电压下,在运放不是按默认电压基础上,很多时候,电路的设

2、计者必须用单电源运供电时,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最放,在设计单电源电路时需要比双电源电路更加大供电电压和电压摆动说明。小心,本文将对如何将双电源运放电路转换成单大多数模拟电路设计者都知道如何在双电源电源运放电路进行简要介绍。电压的条件下使用运算放大器,比如图1所示左边的电路,一个双电源是由一个正电源和一个相2单电源运放等电压的负电源组成。一般是±15V,±12V和所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般±5V也是经常使用的,输入电压和输出电压都是在资料中标识是VCC+和VCC-,但是有些时候参考地给出的。图1双电源及单电源运放单电源供电的电路如图1右边

3、的电路,运放不同的最高输出电压和最低输出电压,这种运放的的电源引脚连接到正电源和地。正电源引脚接到数据手册中会特别分别指明Voh和Vol,需要注意VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。将正电的是有不少设计者会很随意的用虚地来参考输入压分成一半后的电压作为虚地连接到运放的输入电压和输出电压,在大部分应用中,输入和输出是引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运参考电源地的,所以必须在输入和输出的地方加入放的输出电压以虚地为中心。有一些运放有两个隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。26集成电路通讯第25卷第4期通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的功

4、能退化,所以要仔细参考数据手册是否输入的输出电压摆幅会更低。因此在单电源供电的电和输出都是Rail-TO-Rail。路中使用的运放基本上都是Rail-TO-Rail的运3虚地放,这样就消除了丢失的动态范围。需要指出的是输入和输出不一定能够承受Rail-TO-Rail的单电源工作的运放需要外部提供一个虚地,电压,虽然器件被指明是Rail-TO-Rail的,如果通常情况下,这个电压是VCC/2,图2的电路是可运放的输入或输出不支持Rail-TO-Rail,接近以用来产生VCC/2的电压,但是会降低系统的低输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放频特性。图2VCC/

5、2虚地电路R1和R2阻值相同,通过电源允许的消耗和这两级运放的每一级都没有增益,任何直流允许的噪声来选择,电容C1是一个低通滤波器,偏置在任何一级中都将被乘以增益,并且可能使用来减少从电源上传来的噪声。得电路超出它的正常工作电压范围。如果有疑惑,可以搭一个有耦合电容的模拟4交流耦合电路,然后每次取走其中一个耦合电容,观察电路虚地是大于电源地的直流电平,这是一个局是否正常工作,除非输入和输出都是参考虚地的,部的地电平,产生了一个电势问题:输入和输出电否则这里都必须要有耦合电容来隔离信号源和运压一般都是参考电源地的,如果直接将信号源的放输入及运放输出和负载。一个好的

6、解决办法是输出接到运放的输入端,将会产生不可接受的直断开输入和输出,然后在所有运放的两个输入脚流偏移,如果发生这样的情况,运放将不能正确的和运放的输出脚上检查直流电压,所有的电压都响应输入电压,因为这将使信号超出运放允许的必须非常接近虚地的电压,如果不是,前级的输出输出范围。必须要用电容隔离。解决这个问题的方法将信号源和运放用交流5组合运放电路耦合,使用这种方法,输入和输出器件就可以参考系统地,并且运放电路可以参考虚地。在一些应用中,组合运放可以用来节省成本当不止一个运放被使用时,如果遇到以下条和板上的空间,但是不可避免地引起相互之间的件,级间的耦合电容就不一定

7、要使用:耦合,可以影响到滤波、直流偏置、噪声和其他电第一级运放的参考地是虚地路特性。设计者通常从独立的功能模型开始设第二级运放的参考地也是虚地计,在对每个单元模块进行校验后将它们组合。第25卷第4期集成电路通讯27于交流电路,反相的意思是相角被移动180度。6基本应用电路这种电路采用了耦合电容Cin。Cin被用来阻止6.1放大电路电路产生直流放大,这样电路就只会对交流产生放大电路有两个基本类型:同相放大器和反放大作用。如果在直流电路中Cin被省略,那么相放大器。它们的交流耦合应用如图3所示。对就必须对直流放大进行计算。图3同相放大器及反相放大器在高频电路应用中,

8、不要超出运放的带宽限6.