模拟电子技术 课件 18 单电源运算放大器

模拟电子技术梁长垠教授梁长垠教授项目三集成运算放大电路的制作与测试单电源运放结构01单电源运放特点02单电源反相放大器03单电源同相放大器04一、单电源运算放大器结构1.双电源与单电源模型单电源供电3.轨对轨运放（满摆幅放大器）双电源供电双电源的总动态范围、输出电压/电流、精度、负载抗干扰性优于单电源运放；单电源的输入输出电压范围相比供电电源电压来说更大。单电源供电运放的电源电路简单，但是运放的输出只能是单极性，如果需要输出双极性的信号，必须选用双电源供电的运放。2.双电源与单电源性能比较允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，输出端可以输出到Vcc或者Vee电平。单电源放大器结构01单电源放大器特点02单电源反相放大器03单电源同相放大器04二、单电源运算放大器特点（1）单电源供电时，只能用正电源供电，负电源接地。使得输出的动态范围被限制在正电压范围区间，不能提供负的电压输出。（2）单电源供电的同相比例放大器输入信号不能为负值（3）单电源供电的反相比例放大器输入信号不能为正值（4）单电源供电的运放要放大交流信号必须提供合适的偏置电压，由于在大部分的应用中，输入与输出都是参考电源地，所以输入、输出信号都需要加交流耦合电容用来隔离虚地与地之间的直流电压。单电源放大器结构01单电源放大器特点02单电源反相放大器03单电源同相放大器04三、单电源反相放大器1.电路结构2.单电源反相交流放大器若反相输入端输入的信号为小于零的信号（直流或交流的负半周），则放大器的输出电压放大倍数为-Rf/R1。若反相输入端的信号为完整的正弦交流信号，则信号的正半周不能正常放大。单电源反相放大电路单电源反相交流放大电路欲实现对正弦交流信号的正常放大，必须通过在同相输入端加偏置电压的方式来实现。将VCC/2加到同相输入端。按“虚短”概念，反相端静态电压

是VCC/2。在直流等效电路中，所有电容开路，电路是一个电压跟随器，运放直流输出电压为+0.5VCC，电压增益为1，输入失调电压最小。在交流等效电路中，电容短路，电路是一个反相放大器，电压增益为-Rf/R1。在同相输入端有一个旁路电容，可以减小同相输入端的纹波电压和噪声。三、单电源反相放大器3.单电源反相放大器原理仿真4.单电源反相交流放大器原理仿真单电源放大器结构01单电源放大器特点02单电源反相放大器03单电源同相放大器04四、单电源同相放大器1.电路结构2.单电源同相交流放大器若同相输入端输入的信号为大于零的信号（直流或交流的正半周），则放大器的输出电压放大倍数为1+RF/R1。若同相输入端的信号为完整的正弦交流信号，则信号的负半周不能正常放大。单电源同相放大电路单电源同相交流放大电路输入、输出端采用耦合电容将运算放大器电路与前后级进行直流隔离，以防止前后级电路的直流电位对运算放大器的影响；为得到最大输出摆幅，需要将同相输入端偏置在电源电压的一半后作为虚地接到放大器的输入引脚上。由于负反馈的作用，反相输入端的电压也被自举到同一电压值。在直流等效电路中，所有电容开路，且电路的电压益为1，使得输出失调电压最小。运放的直流输出电压为+0.5VCC，而输出耦合电容将该电压与后面的负载相隔离。在交流等效电路中，所有电容短路。当输入交流信号时，被放大的输出信号可以加到负载上。如果采用轨对轨的运放，最大