設(shè)計單電源電路時需要比雙電源電路更加小心

　　如果直流電壓突然通過電阻R1加到運(yùn)放的反相輸入端上的時候，運(yùn)放的輸出將不會有任何的變化，因為這個電壓同過電容C1也同樣加到了正相輸出端上，運(yùn)放的輸出端表現(xiàn)出了很高的阻抗，就像一個真正的電感一樣。隨著電容C1不斷的通過電阻R2進(jìn)行充電，R2上電壓不斷下降，運(yùn)放通過電阻R1汲取電流。隨著電容不斷的充電，最后運(yùn)放的兩個輸入腳和輸出腳上的電壓最終趨向于虛地(Vcc/2)。

　　當(dāng)電容C1完全被充滿時，電阻R1限制了流過的電流，這就表現(xiàn)出一個串連在電感中電阻。這個串連的電阻就限制了電感的Q值。真正電感的直流電阻一般會比模擬的電感小的多。

　　這有一些模擬電感的限制：

　　電感的一段連接在虛地上模擬電感的Q值無法做的很高，取決于串連的電阻R1 模擬電感并不像真正的電感一樣可以儲存能量，真正的電感由于磁場的作用可以引起很高的反相尖峰電壓，但是模擬電感的電壓受限于運(yùn)放輸出電壓的擺幅，所以響應(yīng)的脈沖受限于電壓的擺幅。

　　2.6儀用放大器

　　儀用放大器用于需要對小電平信號直流信號進(jìn)行放大的場合，他是由減法器拓?fù)涠鴣淼摹x用放大器利用了同相輸入端高阻抗的優(yōu)勢。

　　基本的儀用放大器如圖十所示

　　圖十

　　這個電路是基本的儀用放大電路，其他的儀用放大器也如圖中所示，這里的輸入端也使用了單電源供電。這個電路實(shí)際上是一個單電源的應(yīng)變儀。這個電路的缺點(diǎn)是需要完全相等的電阻，否則這個電路的共模抑制比將會很低(參看文檔《Op Amps for Everyone》)。

　　圖十中的電路可以簡單的去掉三個電阻，就像圖十一中的電路。

　　圖十一

　　這個電路的增益非常好計算。但是這個電路也有一個缺點(diǎn)：那就是電路中的兩個電阻必須一起更換，而且他們必須是等值的。另外還有一個缺點(diǎn)，第一級的運(yùn)放沒有產(chǎn)生任何有用的增益。另外用兩個運(yùn)放也可以組成儀用放大器，就像圖十二所示。

　　圖十二

　　但是這個儀用放大器是不被推薦的，因為第一個運(yùn)放的放大倍數(shù)小于一，所以他可能是不穩(wěn)定的，而且Vin-上的信號要花費(fèi)比Vin+上的信號更多的時間才能到達(dá)輸出端。

　　濾波電路

　　這節(jié)非常深入的介紹了用運(yùn)放組成的有源濾波器。在很多情況中，為了阻擋由于虛地引起的直流電平，在運(yùn)放的輸入端串入了電容。這個電容實(shí)際上是一個高通濾波器，在某種意義上說，像這樣的單電源運(yùn)放電路都有這樣的電容。設(shè)計者必須確定這個電容的容量必須要比電路中的其他電容器的容量大100倍以上。這樣才可以保證電路的幅頻特性不會受到這個輸入電容的影響。如果這個濾波器同時還有放大作用，這個電容的容量最好是電路中其他電容容量的1000倍以上。如果輸入的信號早就包含了VCC/2的直流偏置，這個電容就可以省略。

　　這些電路的輸出都包含了VCC/2的直流偏置，如果電路是最后一級，那么就必須串入輸出電容。

　　這里有一個有關(guān)濾波器設(shè)計的協(xié)定，這里的濾波器均采用單電源供電的運(yùn)放組成。濾波器的實(shí)現(xiàn)很簡單，但是以下幾點(diǎn)設(shè)計者必須注意：

　　濾波器的拐點(diǎn)(中心)頻率濾波器電路的增益帶通濾波器和帶阻濾波器的的Q值，低通和高通濾波器的類型(Butterworth、Chebyshev、Bessell)。

　　不幸的是要得到一個完全理想的濾波器是無法用一個運(yùn)放組成的。即使可能，由于各個元件之間的負(fù)雜互感而導(dǎo)致設(shè)計者要用非常復(fù)雜的計算才能完成濾波器的設(shè)計。通常對波形的控制要求越復(fù)雜就意味者需要更多的運(yùn)放，這將根據(jù)設(shè)計者可以接受的最大畸變來決定。

　　或者可以通過幾次實(shí)驗而最終確定下來。如果設(shè)計者希望用最少的元件來實(shí)現(xiàn)濾波器，那么就別無選擇，只能使用傳統(tǒng)的濾波器，通過計算就可以得到了。