問題:

 

采用單電源供電時
，我的運算放大器輸出會高度失真。這可能是因為某種裕量問題嗎
？

 

答案:

 

裕量(headroom)肯ken定ding是shi輸shu出chu失shi真zhen的de眾zhong多duo原yuan因yin之zhi一yi。有you些xie人ren可ke能neng還hai不bu熟shu悉xi裕yu量liang的de概gai念nian，它ta用yong於yu衡heng量liang放fang大da器qi的de輸shu入ru和he輸shu出chu擺bai幅fu接jie近jin供gong電dian軌gui的de程cheng度du。您nin可ke能neng還hai聽ting說shuo過guo“下裕量”(footroom)這一術語，它是指與負電源的差距
，但“裕量”通用於兩個供電軌。因此
，對於裕量為±0.8 V的放大器
，其擺幅可以達到電源的0.8 V範圍內。

 

幸好

，根據數據手冊的技術規格或性能曲線
，就可以迅速確定放大器的裕量要求。輸入裕量指輸入共模電壓範圍(ICMVR)與電源電壓的差異。輸出裕量指輸出電壓擺幅與電源電壓的差異。超過ICMVR或者要求放大器的輸出高於額定輸出擺幅
，當然會使輸出信號失真。

 

采用單電源供電則使問題進一步複雜化。幾乎所有放大器都能采用單電源供電。放大器不在乎所用電源是10 V單電源還是±5 V雙電源，它隻看到電源引腳上有10 V電壓。然而，輸入端則不同。采用對稱雙極性電源時，中間電源電壓為0
；采用單電源時
，中間電源電壓為電源電壓的一半。

 

對於參考地的信號，最好使用雙極性電源，因為二者均參考地（中間電源電壓）。在單電源應用中，輸入信號必須偏置以匹配中間電源電壓，才能實現放大器裕量最大

、功(gong)耗(hao)最(zui)低(di)。這(zhe)可(ke)以(yi)在(zai)信(xin)號(hao)源(yuan)或(huo)者(zhe)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)實(shi)現(xian)。如(ru)果(guo)是(shi)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)，可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)交(jiao)流(liu)耦(ou)合(he)，並(bing)且(qie)必(bi)須(xu)建(jian)立(li)新(xin)的(de)中(zhong)間(jian)電(dian)源(yuan)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)，使(shi)電(dian)路(lu)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)。

 

解決此問題的另一個辦法是使用“真”單電源放大器。這些放大器的ICMVR包括負供電軌
，有助於緩解ICMVR問(wen)題(ti)。還(hai)有(you)一(yi)個(ge)辦(ban)法(fa)是(shi)使(shi)用(yong)軌(gui)到(dao)軌(gui)放(fang)大(da)器(qi)，其(qi)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)擺(bai)幅(fu)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)供(gong)電(dian)軌(gui)的(de)數(shu)毫(hao)伏(fu)範(fan)圍(wei)內(nei)。此(ci)外(wai)還(hai)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)內(nei)置(zhi)電(dian)荷(he)泵(beng)的(de)放(fang)大(da)器(qi)，在(zai)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)負(fu)供(gong)電(dian)軌(gui)。

 

因此，如果放大器設計讓您感到束手束腳，請冷靜下來、放鬆心情
，有很多辦法都可以找到更多一點上裕量或下裕量。

 

 

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