优化单电源运放偏置与去耦电路设计

本文主要讨论了单电源运放（运算放大器）的偏置与去耦电路设计在现代电子设备中的重要性和挑战。随着手持设备、汽车和计算机等设备对电源管理的紧凑性要求，这些设备往往采用单电源供电，这可能导致电路稳定性降低，特别是共模干扰问题。文章首先介绍了单电源运放的一般偏置方法，如使用RA和RB电阻形成分压电路，将正输入端电压设为电源电压的一半。这种方法的优点在于简单易实现，但存在明显的局限性，比如电源抑制能力差，即使电源电压微小变化也会显著影响输出。 为了改善电源抑制，文中推荐使用SGM8541这样的运算放大器，它具有更强的电源抑制能力，能有效减小电压波动对电路的影响。同时，电路布局也非常重要，如使用多个电源旁路电容、星形接地和独立电源层，有助于提高电路的稳定性。 针对偏置电路的去耦问题，文章提出通过在电路中接入电容C2，作为AC信号的旁路，提供直流返回路径，并增加输入阻抗，从而增强AC电源抑制。然而，这需要确保电容C2的值足够大，以覆盖信号输入带宽的十分之一，以过滤掉低频噪声。此外，文章还提到了使用齐纳二极管和Rz电阻来调整电路特性，具体数值可以根据实际应用进行选择，如表2所示。 本文详细讲解了在设计单电源运放电路时如何优化偏置和去耦，以提升电路的性能和稳定性，这对于电子工程师在设计微型和便携式设备时尤为重要。