运算放大器的单电源供电方法

 

    大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作，如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作，也可在双电源供电状态下工作。例如，LM324可以在、+5～+12V单电源供电状态下工作，也可以在+5～±12v双电源供电状态下工作。
　　在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出电压降为电源电压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流耦合电容，利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示，其运放输出波形如图1(b)所示。

                                                                       

　　 该电路的增益AVF＝－R_f／R1。R2＝R3时，静态直流电压VO(dc)＝1／2Vcc。耦合电容cl和c2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。Cl及C2可由下式来确定：c1＝1000／2πforl(μf)；C2＝1000／2πforl(μf)，式中，fo是所要求最低输入频率。若r1、rl单位用kΩ，fo用hz，则求得的C1、C2单位为uf。一般来说，R2＝R3≈2Rf。

　　图2是一种单电源加法运算放大器。该电路输出电压vo＝一r_f(V1／Rl十V2／R2十V3／R3)，若R1＝R2＝R3＝R_f，则Vo＝一(V1十V2十V3)。需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。它是个甲类放大器，在无信号输入时，损耗较大。

　　思考题　 (1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10kΩ、低频响应近似为30hz、驱动负载为1kΩ的单电源反相放大器电路。该电路的不失真输入电压的峰—峰值是多少呢?(提示：一般运算放大器的典型输入、输出特性如图4所示)；(2)图5是单电源差分放大器。若输入电压为50hz交流电压，v1＝1v，v2＝o．4v，它的输出电压该是多少呢？