• 正文
    • Part 01、前言
    • Part 02、問(wèn)題解析
    • Part 03、單電源供電和雙電源供電影響了什么?
  • 相關(guān)推薦
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單電源運(yùn)放可以用雙電源供電嗎?雙電源運(yùn)放可以用單電源供電嗎?

02/14 10:16
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Part 01、前言

按照電源類(lèi)型對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行分類(lèi),運(yùn)算放大器主要分為兩種:?jiǎn)坞娫垂╇娦秃?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/500367.html">雙電源供電型。在單電源供電運(yùn)算放大器中,VCC相對(duì)GND呈正電位。而對(duì)于雙電源供電的運(yùn)算放大器,VCC相對(duì)GND為正,VEE相對(duì)GND則為負(fù)。

最近遇到一個(gè)有趣的問(wèn)題是,單電源運(yùn)放能用雙電源供電嗎?雙電源運(yùn)放能用單電源供電嗎?

Part 02、問(wèn)題解析

其實(shí)這個(gè)問(wèn)題本身就有問(wèn)題,比如下圖,我們打開(kāi)一個(gè)單電源運(yùn)放的規(guī)格書(shū),這個(gè)運(yùn)放的名字就是Single Supply Dual Operational Amplifiers,也就是單電源供電的雙運(yùn)放,并且下面有寫(xiě)運(yùn)放的供電電壓是3-32V。

但是把規(guī)格書(shū)再往下拉就發(fā)現(xiàn)不對(duì)勁了,電源電壓分成了Single Supply 和Split Supplies,也就是分成了單電源(VCC最大32V)和雙電源(VCC和VEE的壓差不得超過(guò)32V,也就是如果VEE是-16V,VCC最大就是+16V),這怎么跟上面截圖里不一樣了,難道是掛羊頭賣(mài)狗肉?

這就牽涉到一個(gè)問(wèn)題,運(yùn)放有腦子嗎?它怎么會(huì)知道自己是單電源供電還是雙電源供電呢?顯然它沒(méi)有腦子,它并不清楚自己外面接的是單電源還是雙電源供電。

所以別被規(guī)格書(shū)給忽悠了,雖然在一些數(shù)據(jù)手冊(cè)中,運(yùn)放的兩個(gè)供電引腳標(biāo)識(shí)為VCC和VEE(雙電源),而有些則標(biāo)為VCC和GND(單電源)。這種標(biāo)識(shí)差異只是不同廠家表達(dá)方式不同而已,但并不意味著運(yùn)放只能按這種方式供電。

我們只要確認(rèn)運(yùn)放兩個(gè)電源引腳之間的壓差在數(shù)據(jù)手冊(cè)定義的絕對(duì)最大供電電壓范圍之內(nèi)就行,比如下面的32V。

Part 03、單電源供電和雙電源供電影響了什么?

1.信號(hào)偏置與參考電平

單電源供電輸入信號(hào)有時(shí)候需要加上一個(gè)直流偏置,也就是即虛地,使信號(hào)能夠在正電源和地之間正確擺動(dòng)。否則,直接耦合的交流信號(hào)可能會(huì)因?yàn)闊o(wú)法產(chǎn)生負(fù)電壓而失真。雙電源供電輸入和輸出信號(hào)一般以0V為中心對(duì)稱(chēng)擺動(dòng),無(wú)需額外的偏置電路,這使得處理低電平或純交流信號(hào)更加自然和方便。

2.輸出擺幅

單電源供電輸出電壓范圍受到供電電壓的限制,通常不能接近地也就是0V,除非使用Rail-To-Rail運(yùn)放,也就是軌至軌運(yùn)放。這就限制了輸出的動(dòng)態(tài)范圍和信號(hào)幅度。而雙電源供電的輸出電壓可以在正負(fù)電源之間對(duì)稱(chēng)擺動(dòng),通常能獲得更大的動(dòng)態(tài)范圍和更好的線性區(qū)。

3.輸入共模電壓范圍

單電源供電運(yùn)放的輸入共模范圍必須與偏置電壓配合好,很多單電源運(yùn)放設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將輸入共模范圍設(shè)置為接近地和正電源,注意不要超了。雙電源供電的輸入共模范圍通常設(shè)計(jì)為對(duì)稱(chēng)分布在正負(fù)電壓之間,能夠更寬松地接受雙極性信號(hào)。當(dāng)然有些單電源供電的運(yùn)放輸入電壓范圍上下限不同,如果用雙電源供電也需要注意不要超了。

4.邏輯電平轉(zhuǎn)換

有些運(yùn)放可能會(huì)帶有使能腳,使能腳如果用MCU IO使能的話,此時(shí)用雙電源給運(yùn)放供電的話,會(huì)有邏輯電平轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。

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