单电源运放电路解析与应用指南

"TI的《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》提供了关于单电源运放的使用详解和经典应用电路。" 本文主要探讨的是单电源运算放大器（简称单电源运放）的应用与设计注意事项。在许多实际电路中，由于电源限制或设备便携性的需求，设计者常常需要将原本基于双电源的运算放大器电路转换为单电源形式。单电源运放具有更广泛的适用性，但设计时需更加谨慎。 1.1 电源供电方式 运算放大器通常有两个电源引脚，即VCC+和VCC-，有时标记为VCC+和GND。尽管这些引脚通常用于区分单电源和双电源运放，但它们实际上可以在多种电压下工作。当运放不按照默认电压供电时，应查阅数据手册以确保不超过绝对最大供电电压，并了解电压摆动的范围。 在双电源供电的电路中，如图一所示，运算放大器由正负两个电源供电，常见的电压组合有±15V、±12V和±5V。输入和输出电压相对于地进行测量，并且有明确的电压摆幅限制Vom。 相比之下，单电源供电的运放只有一个正电源和地。VCC+连接到正电源，VCC-或GND连接到地。在这种配置中，为了实现类似双电源电路的电压范围，常采用虚拟地（通常是电源电压的一半）作为参考点。运放的输出电压以虚拟地为中心，其摆幅在Vom范围内。对于一些新型运放，可能存在不同的最高和最低输出电压（Voh和Vol），设计时应特别关注这些参数。 在设计单电源运放电路时，一个常见的误解是将输入和输出电压都相对于虚拟地来衡量。然而，在多数情况下，输入和输出电压应参照实际的地电位。因此，设计者必须清楚地了解电路的需求，以确保正确地引用电压参考点，避免可能导致电路性能下降或损坏的问题。 《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》这篇文章为工程师提供了一种理解和转化双电源电路至单电源电路的方法，同时强调了在单电源设计中需要注意的关键点，包括电源选择、电压参考和输出摆幅限制。对于那些寻求优化电源效率或简化电源管理的设计师来说，这份资料是非常有价值的参考资料。