所有的運(yùn)算放大器都有兩個電源引腳,一般在資料中,它們的標(biāo)識是vcc+和vcc-,但是有些時候它們的標(biāo)識是vcc+和gnd。這是因?yàn)橛行?shù)據(jù)手冊的作者將這種標(biāo)識的差異作為單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放的區(qū)別。但是,這并不是說他們就一定要那樣使用――他們可能可以工作在其他的電壓下。在運(yùn)放不是按默認(rèn)電壓供電的時候,需要參考運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊,特別是絕對最大供電電壓和電壓擺動說明。
絕大多數(shù)的模擬電路設(shè)計者都知道怎么在雙電源電壓的條件下使用運(yùn)算放大器,比如圖1左邊的那個電路,一個雙電源是由一個正電源和一個相等電壓的負(fù)電源組成。一般是正負(fù)15v,正負(fù)12v和正負(fù)5v也是經(jīng)常使用的。輸入電壓和輸出電壓都是參考地給出的,還包括正負(fù)電壓的擺動幅度極限vom以及最大輸出擺幅。
單電源供電的電路(圖1中右)運(yùn)放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到vcc+,地或者vcc-引腳連接到gnd。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運(yùn)放的輸入引腳上,這時運(yùn)放的輸出電壓也是該虛地電壓,運(yùn)放的輸出電壓以虛地為中心,擺幅在vom 之內(nèi)。有一些新的運(yùn)放有兩個不同的最高輸出電壓和最低輸出電壓。這種運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊中會特別分別指明voh 和vol 。需要特別注意的是有不少的設(shè)計者會很隨意的用虛地來參考輸入電壓和輸出電壓,但在大部分應(yīng)用中,輸入和輸出是參考電源地的,所以設(shè)計者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容,用來隔離虛地和地之間的直流電壓。
圖1
通常單電源供電的電壓一般是5v,這時運(yùn)放的輸出電壓擺幅會更低。另外現(xiàn)在運(yùn)放的供電電壓也可以是3v 也或者會更低。出于這個原因在單電源供電的電路中使用的運(yùn)放基本上都是rail-to-rail 的運(yùn)放(如ad820、ad822、ad824),這樣就消除了丟失的動態(tài)范圍。需要特別指出的是輸入和輸出不一定都能夠承受rail-to-rail 的電壓。雖然器件被指明是軌至軌(rail-to-rail)的,如果運(yùn)放的輸出或者輸入不支持軌至軌,接近輸入或者接近輸出電壓極限的電壓可能會使運(yùn)放的功能退化,所以需要仔細(xì)的參考數(shù)據(jù)手冊是否輸入和輸出是否都是軌至軌。