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鉴于许多朋友在地通道，多通道，单电源供电，分离电源，正负平衡，地扰动等方面问题迷惑，本人特意翻译另外国优异文章以供参考，内容仅供参考，正确性有极小部分本人未能苟同，但尚在考证中，不过，总体来说，对于不论新老耳放diyer来说，都是不可多得上佳参考和学习资料。

参考其中作者电路设计请注明起源和出处，请尊重知识。

选译自

部分内容加入了译者个人看法

模拟电路经常会碰到这么情况，电路却需要双电源，但你只能使用单电源来供电，比喻说，你设计是要用一节电池。你要“分开”单电源，方法有很多，都能够让你令单电源工作得就像双电源那样。本文就是要来介绍几个这么电路和其中利弊。

两节电池

处理这个双电源问题最简单方法莫过于使用双电池，以下列图

这个电路缺点在于，当一节电池消耗得比另外一节快，更严重，在另外一节还没有怎么下降电压，它就已经压降到1v左右时候，我所测试运放都会开始输出直流（译者：注意，并非+-供电不平衡便会出现严重直流，而是要在供电压降到了一定程度，情况貌似于双电池供电时候，突然拔掉一节会出现直流，所以，一定范围内，正负供电不平衡不要紧，当然，下面提及续航原因情况，正负平衡是有一定主要性）。电池之所以会消耗不恒等原因，能够是因为你买了太久，新旧混用，可能你用是充电电池，不过有几个到了寿命末期，也很可能——只是因为你那时候人品差。

话说回来，在经典耳放电路上，这么情况不会出现得很快。实际上放大器会在电压降到这么低之前已经开始削波失真了，同时，一个电池在还有0.9v时候已经变得没有用了，放大器会在多芯电池压降到1v范围开始出恶声。所以，最有可能发生这种情况场所是，你让一个电池供电耳放开着不过没有音乐播放，或者是开着音乐不过没有听——有没有试过听着音乐睡着了？

当这情况发生时候，高偏移直流很可能会损害了你耳机。所以，我们尝试很多虚地架构去让我们使用单电源同时也能提供双电源供给。

电阻分压

Cmoy便携耳放（）供电部分是一个电阻分压类型虚地：

两个4.7k电阻组成一个虚地。假设有12v夹在这个电路上，电阻组成了一个0.5x分压电路，会有6v在分压中点。分压中点和电源负极“距离”是-6v，而对正极是+6v。就这么，两个相等但相反电压组成了一个简单供电电路。

不幸地，这个简单架构很轻易会变成不平衡。要了解为何，我们不妨以Cmoy电路为例，下列图为其直流透视图：

假设那个1mv电池仿真运放输入偏移电压（对于opa132来说这是个合理值，即使其余运放各尽不一样）。

因为运放机理，两个输入口总是相等，所以R3一样被1mv夹着，接下来R4会有10mv夹着（因为放大增益）。就如你看到那样，11mv直流就会夹在负载上，假如负载是直流32欧阻抗耳机，0.34ma就会流经它。这些电流只能从分压供电那里获取，而那里对于负载相当于一对并联电阻。应用欧姆定律（译者：直流电压下，流经电流与两端电压成正比，与电阻成反比——I=V/R），已知电流0.34ma和电阻2.35k欧（4.7k两个并联），分压中点电压会偏离理想中点0.8v左右。

在这种特定情况下，那么，一个9v电池就会分成了+3.7v和-5.3v而非理想+/-4.5v。不一样运放，耳机，和分压阻值会组成不一样分压效果。所以，最好明白透这么偏移电流对于低阻耳机来说是个严重问题，同时它会伴随阻抗降低而恶化，而非用什么方法去修正。

正负非平衡问题

在一个像Cmoy那样耳放上面，不平衡虚地分离电路本身并不会对音质有什么损害。输入输出都参考同一个地点，所以没有值得去关心到底虚地是不是精准地定位到了电源中间。那么，为何我们要担忧这个问题呢？

大部分运放并不能输出电压做到轨对轨（Rail-to-Rail，简单来说，+5v供电，就有最大+-5v输出摆幅），他们有一些最少“距离”。opa231为例，带耳机这类低阻抗时候，输出和电源有大约3v距离。

构想我们在用一个9v电池，无负载厄时候它从虚地分离出了+4v和-5v。再假设我们输出信号峰值离地有1v。算上运放需要3v裕量，那么我们现在削顶失真点就在V+上了。因为我们供电是一节电池，他电压会伴随使用时间而降低，所以在发生削波失真之前我们只有极少能够正常运行时间。

处理问题方法

处理这个问题一个快捷和粗鲁方法，就是加大供电电压。不过，这方法占地很大，而且不廉价，比喻说用变压器或者多节电池。

另外一个方法就是降低虚地分压电阻阻值。这么带来坏处是它使得流经分压器电流增大。这是个矛盾——假如额外电流足够大，它一样能够花掉你播放时间。

下面大部分电路都是使用一个完全不一样方法：给虚地缓冲（译者：也就是扩流，后面只用“缓冲”一词）。这些技术让分压电路现有非常低阻抗同时保持小量流经电流。这能很好地保持虚地在电压中点。多出来部分有其价值，因为他们让你能够使用更小供电系统，或者是增加了运行时间。

简单缓冲虚地电路

最爽缓冲电路莫过于TiTLE2425芯片。这东西被叫做电源分离器：它把一个单电源分成两个，因而你能够得到两个电源端和一个地。基本上他是一个增强了分压电路，所以他能代替那些分压电阻在上面简单虚地电路里面：你把电源接上IN和COM，他会输出对COM1/2电压。他并不会像简单分压电路那样，他有一些缓冲电路在里面所以他不会变得不平衡。（实际上还有有一点点，不过能够忽略不计了。）下面是改过供电电路：

第一个图画是简单三端封装版本，第二是带有降噪端Dip8封装版本。后者表现稍微好一点点。

注意看那里只有一个电容夹在电池而不是电源端对地和一对电容。在电阻分压电路里面，一对电容是必须。下面，我会讨论用一对电容好处和坏处。现在，我们首先假定，在有源分离电路上用一个电容在电路前面比一对好。

TLE2426最主要问题是他仅仅能供给20-40ma电流，因情况而有所改变。假如你负载需求比这个数值大话，一个TLE2426组成供电电路会变得不平衡。对于重荷情况下，你能够尝试用一个基于缓冲芯片供电电路来代替：

这其实跟TLE2426内部很像。经过外部组合电路，我们能够取得一个高输出电流电路。需要注意是，上面阻值比Cmoy分压器高得多。经过增加一个缓冲（Buffer），我们不需要低分压阻值去维持偏移在控制范围内。因为阻值那么高，所以静态电流仅仅由缓冲来决定，分压器小到能够忽略不计。

更高阻值是可行只有只要电量流动在这个电路里面是恒久平衡。假如你应用是不平衡流动，那么分压器可能会变得更不平衡。在那种情况下，你能够用TLE2426来代替分压器。TLE2426另外一个有点是占地少，你也不需要做阻值配对去取得高精准度。我们就是在META42（）耳放里面使用那样虚地。

我试过在这位置用BUF634。他能够处理高至150ma，在DIP8封装试，带上散热金封时候甚至能够提供250ma。有很多其余开环缓冲提供一样表现在这种电路上面。相对于TLE2426而言，他缺点是更复杂，更昂贵，有更高输出阻抗和更高静态电流。

假如你不能买到TLE2426或者你不想邮购话，这是一个比较效果靠近代替方案。

你能够用廉价普通运放，比喻说四处有uA741。在这里，运放饰演是缓冲器较色，就像前面电路里面那样。最大不一样在于运放输出电流比较小，不过他有负反馈所以他输出阻抗比较小。低输出阻抗有很多益处，在耳放电路里面，最大就是降低了串扰。

上面1k反馈电阻是需商榷。他目标是用来保持运放在应付大容性负载时候稳定，比如在退藕电容充电时候。

假如你使用一个廉价普通运放，这个电路效果不会比TLE2426好同时占用更多地方，所以你无须使用这个电路当你能够取得TLE2426。不过，假如你用一个高质量预防囊，你能够得到比TLE2426愈加好效果。这里，最主要指标是高输出电流，可供选择有LMH6642和AD817

输出电流最大运放是电流反馈型。但它比常见电压反馈型需要更多仔细处理地方。看下面电路，它能够提供250ma：

C2是赔偿电容，R3是用来降低供电电流。

假如你需要比250ma多电流话，LT1206大哥，LT1210是你选择。他们能够工作在非常相同电路下。其余厂商生产电流反馈运放一样适用，不过在用之气那读读他们说明文档。记住：电流反馈运放通常不能直接代换而没有任何改动。

再另外一个选择就是分立元件做缓冲。下面这个简单设计是来自于

miniaturizationguruSijosae：

二极管是常见小信号类型，可选代替是1N914

这个电路有比简单分压虚地愈加好效果，成本也是最低。不过，他也是最不精准扩流虚地电路。

来点更复杂

上面提及虚地电路或多或少都有一些问题。TLE2426和电压反馈运放电路输出有限。其余电路就有很大电流，不过缺乏反馈使得他们阻抗相对高。这些会造成耳放电路里面串扰。对于简单电路来说，电流反馈运放电路是当中比较平衡一个。

假如你能够牺牲简练性，你能够继续用电压反馈运放来接连一个缓冲，像这么：

把缓冲放在运放反馈环内，你能够得到高输出电流和来自负反馈精准度。

在运放和缓冲之间电阻阻值不是固定。假如你在高频有刺峰或者不稳定，你需要增加阻值，上限大约1k；一样，赔偿电容需要增加假如你有不稳定情况出现，电容容值最好在100pf以下

你能够用TLE2426代换分压器去获取一些上面提及好处。这么设计离地通道概念已经不远了。

地通道概念最有效是在你有许多小地电流和一个大地电流时候。在耳放系统里面，有很多电阻接地，但实际上最大动态电流流入地是来自耳机电流。缓冲过运放负责大电流，而TLE2426负责小电流和控制后面运放中点输入。

对于音频来说，我偏向在信道通道和地通道使用一样运放和缓冲。比如，假如信号通道使用ad8610和ha-5002，那么虚地地通道也使用这么组合。这识得电路有对称平衡性，因为两个通道实际上就是在复杂两端，一个通路上。

虚地输出路上电容

之前我说过当使用有源分离器时候，你需要认真考虑在分离器前面使用电容。在电阻分压虚地使用电容原因是，无源分离器只能供给非常小电流，所以我们需要电容来供给。分压电阻仅仅在维持虚地直流电位。一个理想虚地应该有没有穷电流输出，因而放电容在那里是毫无好处，而且实际上，还有损害。（可惜都不是理想，所以.....）

有源分离器电路有它自己“带宽”：意思就是，他有一定有效作用频率范围。假如你把电容放在他输出地方，就会降低了他带宽：伴随频率升高，电容会充电到越来越广范围。一旦电容足够大话，虚地带宽就会完全被淹没了，最终变成了仅仅维持直流电位虚地。

输出电容能够是拥有假如分离器输出电流小，比如说在TLE2426应用时，当电流抵达上限，它输出就会处于负端，造成虚地中点十分大偏移，这是我们不能允许发生情况。一个重荷耳机需要电流必定是超出20ma，所以放置电容在输出地方有一定帮助。尽管TLE2426在音频频率范围内没有影响，但他比电阻分压来得好。第一，它输出阻抗低，所以中点偏移不轻易发生。第二，他需要更少电流来维持工作。

另外一个在虚地输出放大电容潜在问题是稳定性。有些电路会变