原创 集成运放 单电源问题

集成运放

单电源供电交流放大电路的问与答
1、 问：双电源运放改单电源，为什么要取其中点电压供电？
答：一般运放以双电源工作时是以（（V+）+（V-））/2=0V 作为参考电压的，运放工作在中
间的线性区。运放若以单电源供电，则应将电压参考点设置在V+/2 处。若是反相放大器，应
当将同相输入端的参考电压设为V+/2，反相输入端的输入信号也应当以V+/2 作为参考点。因
为一般的运算放大器是用来对交流信号作放大作用的，交流信号在经过运放时如果只是和地电
平做比较的话，将会把交流信号的下半部分“吞噬”掉。而采用电源的中点电压作比较的话，
负半周的交流信号可以几乎没有损耗的被放大。这也就是大家常说的抬高交流信号的直流电平。
此时输入和输出信号都需要加交流耦合电容。采用单电源供电是要付出一定代价，一些输出参
数势必会变差，当输入信号接近0V 或V+时，会使运放工作在非线性区，放大器输出会出现饱
和失真或截止失真。
2、问：什么情况下可以不取中点电压供电
答：如果只是对直流信号放大(正电压)，则可以不加中点。如果电源电压远远大于输出要
求电压，也可不必将中点电位抬到一半，根据输出要求不同，中点电位只要在两电压之间就可
以，因为中点电位和上下电源的差值决定了最大不失真输出的大小。
单电源的中点电位是针对运放的所有输入和输出脚的，要求高点的场合还要求相位不能偏
移(如高档的低音炮等)，此时用电容隔直还满足不了要求。如果运放的ICMR（input common mode
voltage range)参数，允许输入范围很宽比如rail-to-rail，则必须将输入钳制在中点电压。
3、问：为什么单电源供电时输入和输出都必须加电容耦合
答：电容耦合是隔离直流分量的，避免直流分量对前后级之间产生干扰。
4、问：双电源运放在接成单电源电路时，作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电
压源好？
答：一般来讲，双电源运放改成单电源电路时，如果采用基准电压的话，效果最好。这种
基准电压使系统设计得到最小的噪声和最高的PSRR。若采用电阻分压方式，必须考虑电源纹
波对系统的影响，这种用法噪声比较高，PSRR 比较低。如果电源本身就很稳定，采用电阻分
压网络无疑是最廉价、最简单的。