单电源供电运放电路设计

单电源供电运放电路设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

单电源供电运放电路设计

模拟电路设计，在学习中还属于薄弱环节。以设计单电源供电、由运用运放构成、输入方波、输出三角波的电路为例，探讨一下设计中一些需要考虑的问题。

1.运放双电源供电

运放通常使用正负相等的双电源供电，输入信号和输出信号均以“地”（电位为0）为参考点。

图

图双电源供电电路需要关注如下问题：

（1）电路的静态（输入信号为0，输入端接地）时，同相、反相输入端直流电位应近似为0（理想为0），输出端为0（0为运放理想情况，实际可能相差较大，因为运放开环具有极高增益、且有运放的失调、R的差异等）。静态输出不为0的解决办法是：在电容上并联一个100--500倍R的电阻，使电路在静态时形成-100到-500倍增益的放大电路，选用100—500倍R的并联电阻，是让RC的积分特性仍近似为RC确定（100-500R的影响近似忽略）。此时输出静态电压若还有较小的输出静态电位偏差（指不为0），可通过运放的调零电路解决。电路如图所示。

图

（2）运放反相输入端的电阻，称为静态平衡（匹配）电阻，主要抵消运放输入电流在输入端产生微小差模直流电压。这里需要注意，运放的两个输入端必须有直流通路，为其提供输入电流，这样运放才能在放大状态下正常工作。LT1226运放内部的输入部分电路见图。除加电源外，只有给运放内部T1、T2的基极适当的直流偏置（适当的直流电位及基极电流），才能工作于放大区。

图

2.

运放单电源供电

运放使用单电源供电，需要将电路的静态工作电位调整到。即两个输入端及输出端的静态电位均应为。解决的办法之一是通过两个电阻分压，提供给运放的输入端。类似与晶体管电路中讲到的分压式负反馈偏置电路，分压电路需要有稳定的分压值，使基极电流的影响可以忽略。电路见图。

-+i v o R m V +m -V

图

图中：

（1）由于反相输入端的电阻R串接了电容，没有直流通过了，所以同相输入端的直流匹配电阻换为100R，与反馈电容并联的电阻实现直流匹配（这里忽略了两个10R电阻的影响）。

（2）两个10R电阻分压得到中间电压，由于其电阻为同相输入端电阻（100R）的十分之一，得到的值的误差会小于10%。

（3）由于输入信号不会是中间点为的方波信号，这里通过隔直流电容提供给波形转换电路。同样的理由，输出信号通过隔直流电容后提供给负载。

（4）两个隔直流电容（100C）为100倍的C，取值理由是让其只起隔直流作用，基本不影响RC构成电路的充放电时间的计算（或曰：充放电只由RC确定，两个100C的影响可忽略；再或曰：两个100C的容抗远小于C，电路的充放电只由RC确定）。

（5）电路中相关100R、100C是指取值是R、C的100倍，关于倍数，可根据需求（精度等）适当调整（如10--500倍）。例如100R与R的倍数越小，输出波形的变形（三角波的失真）可能越大。

3.关于RC的选取

（1）如果输入信号的频率、幅度已经确定，可根据输入信号高、低电平的持续时间、输出三角波的幅度等确定RC。