运放双电源供电改为单电源供电及其之间的区别

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运算放大器基本电路大全!

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运算放大器基本电路大全!引言我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1.1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC-,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。

(参见1.3节)通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。

运放单电源,双电源供电使用方法

运放单电源,双电源供电使用方法

运放作为低频电路的主要元件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet 上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则只能选择正负双电源供电,否则无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

单电源运放分析

单电源运放分析

单电源运放分析我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是他们都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1.1电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC-,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh和Vol。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。

(参见1.3节)通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V也或者会更低。

运放单电源双电源详解TI官网文档

运放单电源双电源详解TI官网文档

(b) V INV OUT = V ING =–V S = 15V+V S = 30V(a) V ING = +1V OUT = V IN+V S = 15V运算放大器的单电源供电双电源供电详解单电源电压供电是运算放大器最常见的应用问题之一。

当问及“型号为OPAxyz,能否采用单电源供电?”,答案通常是肯定的。

在不启用负相电源电压时,采用单电源电压驱动运算放大器是可行的。

并且,对使用高电压及大电流运算放大器的特定应用而言,采用单电源供电将使其切实的获益。

考虑如图1a 所示的基本运算放大器连线图。

运算放大器采用了双电源供电(也称平衡[balanced]电源或分离[split]电源)。

注意到此处运算放大器无接地。

而事实上,可以说运算并不会确认地电位的所在。

地电位介于正相电压及负相电压之间,但运算放大器并不具有电气接线端以确定其确切的位置。

图1. 简易单位增益缓冲器的运算放大器连线示意图,举例说明了分离电源供电(a)与单电源供电(b)的相似性。

图 1 所示电路连接为电压跟随器,因此输出电压与输入电压相等。

当然,输出跟随输入的能力是有限的。

随着输入电压正相摆幅的增大,在某些接近正相电源的电位点上,输出将无法跟随输入。

类似的,负相输出摆幅也限制在靠近–Vs 的某电位点上。

典型的运算放大器允许输出摆幅在电源轨的 2 V 以内,使得±15V 的电源可支持–13V 至+13V 的输出。

图1b 展示了同样的单位增益跟随器,采用30 V 单电源支持供电。

运算放大器的两个电源接线端之间的总电压仍为30 V,但此时采用了单正相电源。

从另一角度考虑,其运行状态是不变的。

只要输入介于运算放大器电源接线端电压 2 V 以内,输入就能跟随输入。

电路可支持的输出范围从+2V 至+28V。

既然任意的运算放大器均能支持此类单电源供电(仅是摆幅限制稍有不同),为何某些运算放大器特别注明用于单电源应用呢?某些时候,输出摆幅在地电平(运算放大器的“ 负相”电源轨)附近受到了极大的限制。

运算放大器基本电路大全

运算放大器基本电路大全

运算放大器基本电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1.1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC-,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。

(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。

双电源的单电源使用

双电源的单电源使用

单电源运放图集前言前段时间去福州出差,看到TI的《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》这篇文章,觉得不错,就把它翻译了过来,希望能对大家有点用处。

这篇文章没有介绍过多的理论知识,想要深究的话还得找其他的文章,比如象这里提到过的《Op Amps for Everyone》。

我的E文不好,在这里要感谢《金山词霸》。

^_^水平有限(不是客气,呵呵),如果你发现什么问题请一定指出,先谢谢大家了。

E-mail:wz_carbon@王桢10月29日介绍我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是他们都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1. 1电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC -,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限V om以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在V om之内。

运放电源供电方式讨论

运放电源供电方式讨论

对运放单电源供电和双电源供电之间的区别作为一个电路设计的初学者,对运放单电源供电和双电源供电之间的区别,往往搞不清楚,下面是对该问题的讨论,我把大家的讨论整理了一下,希望对大家有所帮助。

举个例子,一般的音频功放为啥需要双电源?因为扬声器就是一个电感,两边不能有直流电平。

所以音频功放的输出共模电平只能是地电位。

当然你用一个电容耦合也可以不用双电源。

对于运放自身来说,它的性能只决定于正负端供电电压压差,至于你外部电平是双电源还是单电源,对它来说并无区别,所以如果非要说什么时候可以用双电源,什么时候用单电源供电,应该还是看外部应用环境。

据此而言,运放的供电方式不同,对运放的性能会有什么影响呢?就我了解,运放的供电电源越大,需要的供电电流也越大,运放的功耗就越大,温升也就越高。

运放的温升,对运放性能的影响是显而易见的。

另外,运放采用正负电源供电方式,正负电源的接入顺序,对运放的能耗应该也有影响。

马场清太郎的《运算放大器应用电路设计》这本书里有说明。

意思是:当运放用正负电源供电的时候,正负电源通常不是同时加上的,而是先加-Vcc,后加Vcc,这样一来,耗电会小些~至于原因,估计只有做IC的,才能了解其中详情~单电源供电的运放,如果想对交流信号放大,需要一个提供一个“虚地”。

这种说法,来自TI的一篇应用笔记《《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》~运放的最大共模输入电压降低,输出摆幅也是降低了的吧?我觉得是有关系的。

最大共模输入电压降低了,可以认为是运放的参考地电位太高了。

而最大输出摆幅,跟这个参考地是有关系的。

最大输出摆幅和参考地没有关系吧~输出摆幅它只和VDD- VEE 相对值有关系。

最大输出摆幅跟参考地,有没有关系,还要看输入信号范围。

比如供电VCC=1V,VEE=-19V,而输入信号,如果不是在-9V波动,而是接近1V波动,最大输出摆幅肯定是减小的,甚至会饱和。

运放的单电源供电与双电源供电的区别word版本

运放的单电源供电与双电源供电的区别word版本

运放的单电源供电与双电源供电的区别运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in 是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

运放单电源双电源使用方法

运放单电源双电源使用方法

运放单电源双电源使用方法运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

如何将双电源运放电路改为单电源电路

如何将双电源运放电路改为单电源电路

如何将双电源运放电路改为单电源电路如何将双电源运放电路改为单电源电路所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC-,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。

这是因为有些数据手册的作者将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是,这并不是说他们就一定要那样使用DD他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图1左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图1中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。

图1通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。

出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放基本上都是Rail-To-Rail 的运放(如AD820、AD822、AD824),这样就消除了丢失的动态范围。

需要特别指出的是输入和输出不一定都能够承受Rail-To-Rail 的电压。

虽然器件被指明是轨至轨(Rail-To-Rail)的,如果运放的输出或者输入不支持轨至轨,接近输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化,所以需要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。

运放芯 电源方案

运放芯 电源方案

运放芯电源方案
运放芯电源方案一般包括单电源供电和双电源供电两种。

在单电源供电方案中,由于取值选取双电源供电两个供电引脚间的电势差,因此本质就是在双电源供电的基础上将供电范围抬升了1/2电势差。

在单电源设计中,输出信号将以“虚地”作为参考电平,因此在信号输入运算放大器之前,需要将信号变换到“虚地”上去。

双电源供电方案中,电源的正负极分别与运放的同相输入端和反相输入端相连。

通常我们会以大地所处的电平作为零电势点。

在直流耦合中,耦合地可以简单的认为将输入信号做了一个电平抬升,因此在这里我们采取加法器的设计,通过加法器将直流信号抬升至“虚地”电平。

以上内容仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。

单电源供电交流放大电路的问与答

单电源供电交流放大电路的问与答

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。

运算放大器基本电路大全

运算放大器基本电路大全

运算放大器基本电路大全运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。

在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。

1.1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC -,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。

这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。

但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。

在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。

绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。

一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。

输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。

单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。

正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。

将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。

有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。

这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。

需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。

(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。

另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。

运放单电源,双电源供电使用方法

运放单电源,双电源供电使用方法

运放作为低频电路的主要元件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet 上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则只能选择正负双电源供电,否则无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

运算放大器1至4脚供电

运算放大器1至4脚供电

运算放大器1至4脚供电摘要:1.运算放大器简介2.运算放大器脚位分布3.运算放大器1 至4 脚供电方式4.供电方式对运算放大器性能的影响5.总结正文:运算放大器是一种电子器件,广泛应用于各种电子设备和系统中。

它具有很高的增益和输入阻抗,可以对输入信号进行放大、积分、微分等处理。

运算放大器通常有四个脚,分别为1 至4 脚。

每个脚位都有特定的功能,其中1 至4 脚分别负责供电。

运算放大器的1 至4 脚供电方式有三种:单电源供电、双电源供电和轨到轨供电。

1.单电源供电在单电源供电方式下,运算放大器的正负电源电压由1 脚和2 脚接收,而3 脚和4 脚则接地。

这种方式的优点是电路简单,容易实现。

但缺点是运算放大器的输出电压受到电源电压的限制,不能得到完全的信号范围。

2.双电源供电双电源供电方式要求运算放大器的正负电源电压分别由1 脚和3 脚接收,2 脚和4 脚接地。

这种方式可以使得运算放大器的输出电压达到电源电压的范围,从而得到更宽的信号范围。

但是,电路相对复杂,需要两个电源。

3.轨到轨供电轨到轨供电方式是指运算放大器的正负电源电压都由1 脚和4 脚接收,2 脚和3 脚接地。

这种方式可以实现最大的输出电压范围,但同时也要求电路设计和电源稳定性更高。

供电方式对运算放大器的性能有着重要影响。

选择合适的供电方式可以使得运算放大器在满足性能要求的同时,具有较低的功耗、较小的体积和较高的稳定性。

因此,在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的运算放大器供电方式。

总的来说,运算放大器1 至4 脚的供电方式有单电源供电、双电源供电和轨到轨供电三种。

不同的供电方式对运算放大器的性能有重要影响,选择合适的供电方式可以提高运算放大器的性能。

如何将双电源的电路转换成单电源电路?

如何将双电源的电路转换成单电源电路?

如何将双电源的电路转换成单电源电路?一般的电子电路大都使用一组单电源供电,而OCL功放电路、差分放大器及运算放大器一般都采用正负对称的双电源供电,在某些情况下(譬如,采用电池供电)采用双电源供电不太方便,此时我们希望能将这些电路转为单电源供电。

一般双电源电路转为单电源供电有两种方法:一是采用DC-DC电压转换IC将单电源转为双电源,二是采用偏置电路将双电源放大器偏置于二分之一电源电压处,这样即可使用单电源供电。

下面我们以常用的双电源运放电路为例,来介绍一下如何将双电源的运放电路转为单电源供电,此法亦适用于双电源的OCL功放电路。

▲ 双电源供电的同相输入交流放大器。

上图电路是一款采用LM741运放设计的同相输入交流放大器,电路采用±5V电源供电,电阻R1和R2决定着电路的闭环增益,电容C1和C3为滤波电容。

这个电路采用±5V供电,实际中有时会觉得不太方便。

若想改成单电源供电,可以按下图电路连接。

▲ 单电源供电的同相输入交流放大器。

本电路的闭环增益与上图电路相同,为了使LM741能在单电源下工作,电路中添加了电阻R1~R3作为偏置电阻,将LM741的同相输入端③脚偏置于二分之一电源电压处,这样即可不失真的放大交流信号。

电路中,R1和R3的阻值相同,它们组成分压电路,对单10V电源分压,这样R1和R3中点电压为5V,LM741的③脚通过R2接R1、R3的中点,由于该运放的输入偏置电流仅80nA,故R2上的压降几乎为零,可以认为LM741的③脚电压亦为5V。

这样,在放大交流信号时,交流信号便在电源电压二分之一处上下摆动,放大后的交流电压通过输出耦合电容C4隔掉直流成分,在输出端输出的即为放大的交流信号。

电容C1为滤波电容,用以滤除R1、R3中点电压中的杂波。

本电路的输入电阻即R2的阻值,故R2阻值可以根据放大电路所需的输入电阻来选用。

▲ DIP-8封装的LM741运放。

对于像TDA2030A、LM1875这类双电源供电的功放IC,若想改用单电源供电,亦可以按照上图电路连接,不过此时功放的输出端要加上输出耦合电容。

运放单电源双电源使用方法

运放单电源双电源使用方法

运放单电源双电源使用方法运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

运放单电源双电源使用方法

运放单电源双电源使用方法

运放单电源双电源使用方法运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet 上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc 是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

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运放双电源供电改为单电源供电及其之间的区别
大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电,只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作,如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。

需要说明的是,单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作,也可在双电源供电状态下工作。

例如,LM324可以在、+5~+12V单电源供电状态下工作,也可以在+5~±12V双电源供电状态下工作。

在一些交流信号放大电路中,也可以采用电源偏置电路,将静态直流输出电压降为电源电压的一半,采用单电源工作,但输入和输出信号都需要加交流耦合电容,利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示,其运放输出波形如图1(b)所示。

该电路的增益Avf=-RF/R1。

R2=R3时,静态直流电压Vo(DC)=1/
2Vcc。

耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。

Cl及C2可由下式来确定:C1=1000/2πfoRl(μF);C2=1000/2πfoRL(μF),式中,fo是所要求最低输入频率。

若R1、RL单位用kΩ,fO用Hz,则求得的C1、C2单位为μF。

一般来说,R2=R3≈2RF。

图2是一种单电源加法运算放大器。

该电路输出电压Vo=一RF(V1/Rl 十V2/R2十V3/R3),若R1=R2=R3=RF,则Vo=一(V1十V2十V3)。

需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。

它是个甲类放大器,在无信号输入时,损耗较大。

思考题(1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10kΩ、低频响应近似为30Hz、驱动负载为1kΩ的单电源反相放大器电路。

该电路的不失真输入电压的峰—峰值是多少呢?(提示:一般运算放大器的典型输入、输出特性如图4
所示);(2)图5是单电源差分放大器。

若输入电压为50Hz交流电压,V1=1V,V2=O.4V,它的输出电压该是多少呢?
区别
运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。

首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是
(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。

但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。

具体使用方式如下:
1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;
2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;
3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。

要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。

而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。

具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的
相互影响。

然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc 是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc 是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in 是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是
Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。

当然,这里面之所以可以相对的分析电位,是因为有了耦合电容的隔直作用,而电位本身就是一个相对的概念。

这里用的是反相放大电路,同相的原理类似,就是将输入端电位抬高到Vcc/2,同时注意隔直电容的应用。

电路大家可以在网上找找,
希望对大家有用,如有谬误,请批评指正。

注:本人做实验用的是324和741。

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