在過(guò)去只使用電池的時(shí)候，單電源完全就是個(gè)行業(yè)術(shù)語(yǔ)。如果市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)人員將“單電源”標簽貼在放大器上，所帶動(dòng)的興趣和銷(xiāo)量將會(huì )體現出這類(lèi)產(chǎn)品的吸引力�，F在仍是如此，但您的確需要知道這個(gè)詞的真正含義。
放大器通常有五個(gè)終端：非反相輸入、反相輸入、正電源、負電源和輸出。沒(méi)錯，有兩個(gè)輸入、一個(gè)輸出和兩個(gè)電源引腳（圖1）。注意，沒(méi)有接地引腳。實(shí)際上，設計人員可將負電源連接至50V，將正電源連接至55V，只要產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)允許的電源范圍是5V即可。在該配置中，如果輸入引腳和輸出引腳符合輸入范圍和負載要求，那么單電源或雙電源放大器都能良好工作。
圖1.顯示不同引腳位置的放大器方框圖。
我們回過(guò)頭來(lái)定義一下“單電源”應用的含義。設計人員可利用這種電路確保電源電壓之差符合電池電壓范圍或盡可能最低。最終目的是減少電路功耗。這樣，電源電壓范圍（V+– V–）就可低至有源組件允許的最小值。
具體到運算放大器時(shí)這又代表什么呢？輸入輸出性能特征必須盡量接近電源。實(shí)際上，最好是非反相輸入（VIN+）和反相輸入（VIN–）輕微高出或低于電源電壓幾百毫伏。
放大器輸出端則是另一個(gè)問(wèn)題。如果輸出引腳（VO）能夠高于和低于電源引腳最好。然而，還有可驅動(dòng)負載并需要最小工作壓降的內部晶體管（圖2）。
圖2. OPA314的簡(jiǎn)化原理圖
在圖2中，輸入共模電壓范圍超出電源軌（V+和V–）200mV.對于0至5V電源，輸入范圍是–200mV至5.2V.您可以注意到在該互補型輸入級中有一個(gè)N通道輸入差分對與P通道差分對并聯(lián)。在該電路中，當輸入電壓接近正電軌時(shí)N通道差分對啟動(dòng)，而在輸入電壓接近和超出負電壓軌時(shí)P通道差分對啟動(dòng)。
該器件具有AB類(lèi)輸出級，可實(shí)現穩定的輸出驅動(dòng)功能。對于高達10千歐的電阻式負載而言，輸出擺幅一般在任何一個(gè)電軌的5mV以?xún)�。對于該規范�?lái)說(shuō)，負載電阻器偏置至接地。
假設該放大器電源引腳上的電壓是+2.5V （V+）和–2.5V （V–）。這種情況下，VIN+和VIN–的輸入擺幅等于–2.7V至+2.7V（包括）。此外，輸出負載電阻器可偏置至–2.5V.
問(wèn)題出現了，“我能將我的信號電源放大器與不對稱(chēng)電源一起使用嗎？”答案是可以。切記，放大器沒(méi)有接地參考。但是，如果您想通常任意放大器獲得接地參考，無(wú)論是單電源放大器還是雙電源放大器，都要注意輸入共模、輸入擺幅以及輸出擺幅規范。您必須花些時(shí)間將產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)技術(shù)規范轉換成應用的電源條件。
|
