电子产业
数字化服务平台

扫码下载
手机洽洽

  • 微信小程序

    让找料更便捷

  • 扫码下载手机洽洽

    随时找料

    即刻洽谈

    点击下载PC版
  • 华强电子网公众号

    电子元器件

    采购信息平台

  • 华强电子网移动端

    生意随身带

    随时随地找货

  • 华强商城公众号

    一站式电子元器件

    采购平台

  • 芯八哥公众号

    半导体行业观察第一站

单电源运算放大器的偏置与去耦电路原理及设计方案

2011/5/19 14:14:36;
来源:<a href='http://bbs.hqew.com/viewthread.php?tid=157858' target='_blank'>xiejunxia</a> 作者:华仔 浏览:1952

标签:

摘要: 下面是 [单电源运算放大器的偏置与去耦电路原理及设计方案]的电路图  单电源运算放大器的偏置与去耦电路原理及设计方案目前在许多手持设备、汽车以及计算机等设备只用单电源供电,但是单电源容易出现不稳定问题,因此需要在电路外围增加辅助器件以提高稳定性。在电路图1中展示了单电源供电运算放大器的偏置方法,用电阻RA与电阻RB构成分压电路,并把正输入端的电压设置为Vs/2。输入信号VIN是通过电容耦合到正输入端。在该电路中

下面是 [单电源运算放大器的偏置与去耦电路原理及设计方案]的电路图
  

单电源运算放大器的偏置与去耦电路原理及设计方案

目前在许多手持设备、汽车以及计算机等设备只用单电源供电,但是单电源容易出现不稳定问题,因此需要在电路外围增加辅助器件以提高稳定性。在电路图1中展示了单电源供电运算放大器的偏置方法,用电阻RA与电阻RB构成分压电路,并把正输入端的电压设置为Vs/2。输入信号VIN是通过电容耦合到正输入端。在该电路中有一些严重的局限性。 首先,电路的电源抑制几乎没有,电源电压的任何变化都将直接通过两个分压电阻改变偏置电压Vs/2,但电源抑制的能力是电路非常重要的特性。例如此电路的电源电压1伏的变化,能引起偏置电路电压的输出Vs/2变化0.5伏。该电路的电源抑制仅仅只有6dB,通过选用SGM8541运算放大器可以增强电源抑制能力。

电源电路图\\单电源运算放大器的偏置与去耦电路
图1:单电源供电运算放大器的偏置方法。
 
其次,运算放大器驱动大电流负载时电源经常不稳定,除非电源有很好的调节能力,或有很好的旁路,否则大的电压波动将回馈到电源线路上。运算放大器的正输入端的参考点将直接偏离Vs/2,这些信号将直接流入放大器的正输入端。



表1:适用于图2的典型器件值。
在应用中要特别注意布局,多个电源旁路电容、星形接地、单独的印制电源层可以提供比较稳定的电路。 偏置电路的去耦问题 解答这个问题需要改变一下电路。图2从偏置电路的中间节点接电容C2,用来旁路AC信号,这样可以提高AC的电源抑制,电阻RIN为Vs/2的基准电压提供DC的返回通路,并且为AC输入提供了交流输入阻抗。
接电容C2来旁路AC信号,提高AC的电源抑制
图2:接电容C2来旁路AC信号,提高AC的电源抑制。
 
这个偏置电路的-3dB带宽是通过电阻RA、RB与电容C2构成的并且等于



此偏置电路当频率在30Hz以内时,没有电源抑制的能力,因此任何在电源线上低于30Hz的信号,能够轻易地加到放大器的输入端。一个通常解决这个问题的方法是增加电容值C2,它的值需要足够的大,以便能有效地旁路掉偏置电路通频带以内的全部噪声。然而在这里比较合理的方法是,设置C2与偏置电路连接点的带宽是十分之一的信号输入带宽,
参见图2

表2:电路图3和4的一些齐纳二极管与Rz电阻值的关系
在有些运算放大器中输入偏置电流比较大是需要考虑的,由于放大器偏置电流的影响,偏置分压电路的分压点将偏离Vs/2,影响了放大器的静态工作点。为了使放大器的静态工作点尽量靠近Vs/2,需要增加平衡电阻,见电路图2。在这个电路中运算放大器选用的是SGM8541,该放大器的输入偏置电流在常温下只有1-2个皮安,几乎为零,因此可以不考虑输入偏置电流带来的误差。但如果工作在非常宽的温度范围(-20℃-80℃),在放大器的正负输入端加平衡电阻能很好地阻止输入带来的误差。
齐纳二级管偏置电路
图3:齐纳二级管偏置电路。
(责任编辑:电路图)
型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67