單電源供電的工作原理
大部分運(yùn)算放大器要求雙電源(正負(fù)電源)供電,只有少部分運(yùn)算放大器可以在單電源供電狀態(tài)下工作,如LM358(雙運(yùn)放)、LM324(四運(yùn)放)、CA3140(單運(yùn)放)等。需要說明的是,單電源供電的運(yùn)算放大器不僅可以在單電源條件下工作,也可在雙電源供電狀態(tài)下工作。例如,LM324可以在、+5~+12V單電源供電狀態(tài)下工作,也可以在+5~±12V雙電源供電狀態(tài)下工作。
在一些交流信號放大電路中,也可以采用電源偏置電路,將靜態(tài)直流輸出電壓降為電源電壓的一半,采用單電源工作,但輸入和輸出信號都需要加交流耦合電容,利用單電源供電的反相放大器如圖1(a)所示,其運(yùn)放輸出波形如圖1(b)所示。
該電路的增益Avf=-RF/R1。R2=R3時(shí),靜態(tài)直流電壓Vo(DC)=1/2Vcc。耦合電容Cl和C2的值由所需的低頻響應(yīng)和電路的輸入阻抗(對于C1)或負(fù)載(對于C2)來確定。Cl及C2可由下式來確定:C1=1000/2πfoRl(μF);C2=1000/2πfoRL(μF),式中,fo是所要求最低輸入頻率。若R1、RL單位用kΩ,fO用Hz,則求得的C1、C2單位為μF。一般來說,R2=R3≈2RF。
圖2是一種單電源加法運(yùn)算放大器。該電路輸出電壓Vo=一RF(V1/Rl十V2/R2十V3/R3),若R1=R2=R3=RF,則Vo=一(V1十V2十V3)。需要說明的是,采用單電源供電是要付出一定代價(jià)的。它是個(gè)甲類放大器,在無信號輸入時(shí),損耗較大。
思考題 (1)圖3是一種增益為10、輸入阻抗為10kΩ、低頻響應(yīng)近似為30Hz、驅(qū)動(dòng)負(fù)載為1kΩ的單電源反相放大器電路。該電路的不失真輸入電壓的峰—峰值是多少呢?(提示:一般運(yùn)算放大器的典型輸入、輸出特性如圖4所示);(2)圖5是單電源差分放大器。若輸入電壓為50Hz交流電壓,V1=1V,V2=O.4V,它的輸出電壓該是多少呢?
評論