【转】运放用单电源还是双电源呢？

lixiaohai8211

【转】运放用单电源还是双电源呢？ [复制链接]

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。

liweiliang

正在学习运放！胜读十遍教科书。

leang521

主要看需求，一般能用单电源的地方不用双电源。

lixiaohai8211

原帖由 leang521 于 2010-3-7 19:55 发表
主要看需求，一般能用单电源的地方不用双电源。

确实如此，从成本来看考虑也应该是这样的。

leang521

一般单电源的性能肯定不如双电源。不过有时候为了特殊需要，无可奈何需要用单电源，比如没有双电源，比如电平只在一定范围内波动（大于0小于VCC）

songrock

恩。。。。。。

hk6108

如果直流总压相等，则交流输出也可相等，
理论上，把半桥电路的一个电容拆去，已是单电源架构，但常用的单电源系统都是以电源端子为地的，
单电源的放大器接成反相模式较好，接成同相时，偏置的稳定与讯号的能动性难以两全，加上自举则电路就不够简洁，且对系统稳定依然无助。

leang521

原帖由 hk6108 于 2010-3-8 22:03 发表
如果直流总压相等，则交流输出也可相等，
理论上，把半桥电路的一个电容拆去，已是单电源架构，但常用的单电源系统都是以电源端子为地的，
单电源的放大器接成反相模式较好，接成同相时，偏置的稳定与讯号的能动性 ...

虽然看不懂你说的是什么，不过我猜测你是说双电源运放当单电源用，这个是可以的，但是有很多前提。并不是任何系统都可以这样用，建议你看下OP放大器这本书，日本人写的，讲得很透彻

hk6108

偏置与讯号并联 接到同一输入端，一个要动 一个要定，你说咋办？！。

lixiaohai8211

原帖由 hk6108 于 2010-3-10 02:09 发表
偏置与讯号并联 接到同一输入端，一个要动 一个要定，你说咋办？！。

偏置和讯号是叠加的.............

leang521

是的，是叠加的。

simonprince

学习学习，感谢LZ分享

hk6108

偏置和讯号是叠加的，那当然，
但反馈的效能，是建基於参考点的稳定的，
荏弱的讯号跟强硬的偏置叠到一起，活动还能自如吗？
同相端接偏置、反相端接反馈，乃运放闭环应用之通则，不管放大器的制式是同相还是反相，
行反相模式，利用差分架构的特点，让偏置跟讯号各躆一端，就能既叠加之余、又互不羁绊！

leslie

原帖由 hk6108 于 2010-3-10 19:49 发表
偏置和讯号是叠加的，那当然，
但反馈的效能，是建基於参考点的稳定的，
荏弱的讯号跟强硬的偏置叠到一起，活动还能自如吗？
同相端接偏置、反相端接反馈，乃运放闭环应用之通则，不管放大器的制式是同相还是反相 ...

支持一下这个回复

leang521

我无语了。放大器有很多用法，你还是好好去看下吧。

gumogumo

好家伙啊

leang521

原帖由 leslie 于 2010-3-11 14:10 发表


支持一下这个回复

老大，一个电压并联负反馈的衰减器，你也。。。
拜托仔细看了再支持呗

hk6108

关于电源跟运放的搭配，我一无所知，故无权置喙，亦不曾发话，
我能理解的是，在双电系统中，两个电源都是被整个半周占用的，而单电系统则要把电源掰作两半，那么，单电输出只有双电之半实在合理至极，何足为奇，要输出相等，总压就要相等，那又有何不妥，
另外，不管是偏置或讯号，跟电路的耦合不都是愈紧愈好的吗，让偏置与讯号分家，在单电系统，可使两者叠加之余互不羁绊，在双电系统，运放同相端更可直接钉在电源中点，偏置绝对稳定。

lixiaohai8211

偏置和讯号是叠加的这是勿用质疑的，动态信号加一个定值是完全可以的

lixiaohai8211

原帖由 hk6108 于 2010-3-10 19:49 发表
偏置和讯号是叠加的，那当然，
但反馈的效能，是建基於参考点的稳定的，
荏弱的讯号跟强硬的偏置叠到一起，活动还能自如吗？
同相端接偏置、反相端接反馈，乃运放闭环应用之通则，不管放大器的制式是同相还是反相 ...

如此所说，运放是无法应用的，因为无论多好的运放本身就存在偏置的