单电源运放应用详解与转换技巧

本文主要讨论了运算放大器（运放）在单电源供电条件下的应用与设计。首先，作者强调了虽然许多经典的运放应用图集通常基于双电源设计，但在实际工程中，设计师可能需要将这些双电源电路转换为单电源电路，尤其是在资源受限或电源可用性受限的情况下。双电源运放通常由正电源VCC+和负电源VCC-（或GND）构成，而单电源运放则只有一个电源，例如VCC+，另一个电源点通过接地或电源分压形成虚拟地（Vcc/2或GND），运放的输出围绕这个虚拟地进行。 设计单电源运放电路时，设计者需格外注意以下几点： 1. 电源供电与单电源供电的区别：尽管有些数据手册将VCC+和GND作为区分双/单电源运放的标志，但这并不意味着运放只能在这种电压下工作。实际使用前，必须查阅运放数据手册，了解其绝对最大供电电压和电压摆动范围（Vom）。 2. 双电源与单电源电压：标准双电源系统如±15V、±12V和±5V被广泛采用，而输入和输出电压都参照地。而在单电源系统中，输入和输出电压范围受到限制，通常以虚拟地为中心，且有各自的最高输出电压Voh和最低输出电压Vol。 3. 运放特性：新型运放可能具有两个不同的输出电压极限，设计者在使用时需注意，但大多数情况下，输入和输出参考的是电源地，而非虚拟地。 4. 注意事项：设计者在利用虚拟地时，应避免过于随意，确保输入和输出电压的处理符合实际应用中的电源和地参考。 文章提供了一个基本的指南，但深入的理论分析和高级技巧可能需要参考其他资源，如《OpAmps for Everyone》。作者也欢迎读者提出问题和反馈，以持续改进理解和应用。