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06-21
集成运放的单电源电路原理 采用单电源给集成运放供电的常用方法是提高集成运放两个输入端的电位（通常提高到一半）电源电压，即 E+/2)，增加的电位相当于双电源供电时的“地”电位。
因此，在静态工作时，输出端的电位也将等于两个输入端的静态电位，即E+/2。
集成运放电路大多采用正负对称双电源供电。
集成运放在只有一组电源的情况下也能正常工作。
图 1 显示了使用单个电源的两个电源电路。
图中集成运放两个输入端升高的电压是由R4、R5分压电源产生的，约等于 E+/2； C2为滤波电容； C1和C3分别是输入和输出隔离。
直电容。
为了减少输入失调电流的影响，图1(a)中的R1应等于R2和R4的并联值，图1(b)中的R1应等于R2和R3的并联值。
图1(a)为反相输入方式，电路的交流放大倍数为R4/R3=倍；图1(b)所示为无相输入方式，电路的交流放大倍数为R3/R2=10倍。
运算放大器的供电方式有单电源和双电源两种形式。
双电源供电常用于运放电源设计。
例如，根据芯片手册可以查到仪器运算放大器INA的电源电压范围为±2.25-±18V。
同时可以采用4.5-36V的单电源方案。
。
在实际设计案例中，往往很难获得负电源，因此使用单电源可以在一定程度上缓解设计难度。
潜在的区别： 要明确单电源设计的方法，首先需要明确一个物理概念。
电压，即电势差，是一个相对值，是基于参考点获得的值。
通常我们常以大地水平面作为零电位点。
当我们观察INA的单、双电源供电范围时，不难发现单电源的本质就是选择双电源的两个电源引脚之间的电位差。
换句话说，单电源就是在双电源的基础上增加了1/2电位差的供电范围。
虚拟地： 当我们使用双电源给INA运算放大器供电时，给信号输入端一个正弦信号，其输出摆幅在0电位点附近，即俗称的“从上一篇文章我们知道，单电源在双电源的基础上，整体电位差增加了1/2，因此，我们可以认为，当输入正弦信号时。
，运算放大器的输出信号将以 1/2 电位差产生正弦摆动。
参考“地”电平的概念，这个1/2电位差通常可以称为“虚拟地”。
因此，单电源供电的原理是基于电位差的物理概念。
在具体设计中，我们只需要把原来的地平面替换为“虚拟地”即可。
设计方法： 明确单电源供电原理以及如何真正应用到实际电路中。
通常我们运算放大器的输入信号是基于“地”电平给出的参考。
在单电源设计中，我们的输出信号将使用“虚拟地”作为参考电平。
因此，在信号输入到运算放大器之前，需要将信号变换为“虚地”。
在实际设计中，我们根据输入信号的不同，将这个信号转换过程分为“直流耦合”和“交流耦合”。
DC耦合： 在DC耦合中，我们知道耦合地可以简单地认为是提升输入信号的电平，所以这里我们采用加法器的设计，利用加法器来提升DC信号到“虚拟地面”级别。
目前很多手持设备、汽车、电脑等设备都只使用单一电源进行供电。
但单电源容易出现不稳定问题，因此需要在电路周围添加辅助元件来提高稳定性。
电路图1所示为单电源运算放大器的偏置方法。
电阻RA和电阻RB组成分压电路，正输入端电压设置为Vs/2。
输入信号VIN电容耦合至正输入。
该电路存在一些严重的局限性。
首先，该电路几乎没有电源抑制，电源电压的任何变化都会通过两个分压电阻直接改变偏置电压Vs/2，但电源抑制能力是一个非常重要的能力电路的特性。
例如，该电路的电源电压变化1伏，就会导致偏置电路电压的输出Vs/2变化0.5伏。
该电路的电源抑制仅为6dB，可以通过选择SGM运放来增强电源抑制能力。
单电源运算放大器，一种高性能集成电路，可以处理来自单电源的信号并在单电源上运行。
它的出现是为了解决电源电压的限制以及运算放大器模拟电路设计的困难。
单电源运算放大器作为一种高性能集成电路，广泛应用于自动控制、音频放大、信号处理等众多领域，其主要特点是低功耗、高精度、高速度、噪音低等特点，使用非常方便。
单电源运算放大器的优点之一是在处理单电源电源信号时不需要使用负电源，这使得电路设计和实现更加简单，同时也降低了复杂度电路并提高电路的效率。
可靠性。
单电源运算放大器还具有高输入阻抗、低输入偏置电流、低输入偏置电压、高共模抑制比等特点，使其在信号处理方面具有高精度和稳定性。
同时，它还具有高增益带宽积和低失调电压的特点，这使得它在高频信号处理方面具有高性能。
在实际应用中，单电源运算放大器广泛应用于许多领域。
例如，在音频放大中，可以使用单电源运算放大器来放大音频信号，从而提高音频输出的音量和质量。
在自动控制方面，可以采用单功率运算放大器来处理传感器信号来控制自动控制系统。
在信号处理方面，可以采用单功率运算放大器来处理模拟信号和数字信号，实现信号处理和转换。
总之，单电源运算放大器是一种非常实用的集成电路，具有低功耗、高精度、高速度、低噪声等优点，不需要使用负电源在处理单电源电源信号时，使电路设计和实现更加简单，同时也降低了电路的复杂度，提高了电路的可靠性。
在实际应用中，单功率运算放大器广泛应用于自动控制、音频放大、信号处理等许多领域。
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