运算放大器 单电源 双电源 问题

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-12
单电源运放和双电源运放有什么本质区别,能混用吗

能不能混用要根据运放的规格书的参数而定。

双电源运放的输出电压范围可以跨越零位达到正负电压输出,而单电源运放则不行,这就是它们的最主要区别。
运放的供电参数在规格书中都会有写的,假如一个运放支持32V电源,如果规格书里面也有写正负16V,那么双电源也可以使用。
实际上绝大多数运放都是既可以单电源工作也可以双电源工作,只要电源电压在合适的范围内就可以。例如LM324,既可以在32V以内的单电源下工作,也可以在±16V范围内双电源下工作,而且正负电源电压不一定对称,在+20V、-10V双电源下工作也是可以的,只要正负电源的电压差不超出32V即可。

1、输出电压范围不同
双电源运放的输出电压范围可以跨越零位达到正负电压输出,而单电源运放则不行。实际上绝大数运放都是既可以单电源工作也可以双电源工作,只要电源电压在合适的范围内就可以。例如LM324,既可以在32V以内的单电源下工作,也可以在±16V范围内双电源下工作,而且正负电源电压不一定对称,在+20V、-10V双电源下工作也是可以的,只要正负电源的电压差不超出32V即可。
2、安全性
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放基本上都是Rail-To-Rail 的运放,这样就消除了丢失的动态范围。
输入和输出不一定都能够承受Rail-To-Rail 的电压。虽然器件被指明是轨至轨(Rail-To-Rail)的,如果运放的输出或者输入不支持轨至轨,接近输入或者接近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化,所以需要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。这样才能保证系统的功能不会退化,这是设计者的义务。

扩展资料:
使用说明

正确选择集成运算放大器
集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种器件。在由运算放大器组成的各种系统中,由于应用要求不一样,对运算放大器的性能要求也不一样。在没有特殊要求的场合,尽量选用通用型集成运放,这样既可降低成本,又容易保证货源。当一个系统中使用多个运放时,尽可能选用多运放集成电路,例如LM324、LF347等都是将四个运放封装在一起的集成电路。
评价集成运放性能的优劣,应看其综合性能。一般用优值系数K来衡量集成运放的优良程度,其定义为:式中,SR为转换率,单位为V/ms,其值越大,表明运放的交流特性越好;Iib为运放的输入偏置电流,单位是nA;VOS为输入失调电压,单位是mV。Iib和VOS值越小,表明运放的直流特性越好。所以,对于放大音频、视频等交流信号的电路,选SR(转换速率)大的运放比较合适;对于处理微弱的直流信号的电路,选用精度比较的高的运放比较合适(既失调电流、失调电压及温飘均比较小)。
实际选择集成运放时,除优值系数要考虑之外,还应考虑其他因素。例如信号源的性质,是电压源还是电流源;负载的性质,集成运放输出电压和电流的是否满足要求;环境条件,集成运放允许工作范围、工作电压范围、功耗与体积等因素是否满足要求。

使用要点
1、集成运放的电源供给方式
集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。
2、对称双电源供电方式
运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端(地)的正电源(+E)与负电源(-E)分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。
单电源供电方式
单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位,如图3.2.1所示。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。对于图3.2.1交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉输出中的直流成分接入电容C3。
参考资料来源:百度百科-运放

看你的接法

如果采用单电源供电接法(常规都这样接)是+-5V的一端接同相输入另一端接分压电阻的中点运放的反相端也接在分压电阻的中点,这样你的放大倍数是两倍电阻是1:1(同相),你输入的信号和分压电阻的电压叠加后的波形电压范围应是15/2 + (5 * 1.414)> u > 15/2 -(5 * 1.414)这样 放大后的幅度是15/2  - (5 * 1.414 * 2) > uo > 15/2  -( 5 * 1.414 * 2) 

不考虑电源电压时输出 -6.64 > Uo > 21.64 显然理想的运放 低于0V的和高于15V的部分将被截掉,呈现削顶失真。输出方波。

如果采用单电源供电接法,+-5V的一端接同相输入另一端接电源地这将出现一个怪现象,就是没有任何信号输出因为这样接交流信号的回路通过恒流源,对于交流电阻为无穷大。因此没有输出波形,直流电位不确定。

如果没有分压电阻,反相端也接在地上,运放工作不了,输出是一条直线

可以,如果你想要一个5V电平可以在放大器的最后用一个电阻和一个4.7V稳压管串联中间接ARM。如果想得到3.3V,那就串联个2.7V的稳压管、

用不着用运放。 

有一个方案是常用的我也提供给你,但是和你的要求相反(正常时高电平,有信号时低电平,触发中断,不知你的为什么是高电平)。

你的信号在音频输入为零时,可能信号不会为零(会有干扰),因此我提供一个电路是用恒流源做负载,他对交流小信号有很大的放大作用,因此很小的信号一级就可以搞定(相当于运放的开环增益)。调节R1、R2的大小可调节不同的输入电压和不同的小信号抑制。(9014集电极达到恒流源的电流时输出低电平,反之高电平)



1、运算放大器
可以采用两个相同的电阻串联接在+、-15V电源上,两个电阻连接的中点就是就是一个虚地,可以作为输入的地段,电阻的大小取决于输入功率的大小,功率越大电阻越小,如果输入有交流成分,还应该在电阻上并联电容。当然这个虚地有稳压管稳压更好。
放大倍数为2,则输入+、-5V信号输出则为+、-10V。当然这个输出的负载不能接在输入的虚地端上,否则会出问题的。

2、如果只是做音频输入的自动检测回路,就要看你的要求了。
如果完全采用模拟电路检测音频,则将信号适度放大,放大倍数取决于你需要的灵敏度,倍数越高越灵敏,如果你没有底的话,最好采用一个可调电阻调节一下放大倍数。
放大倍数大些,即使发生截波对检测回路来说也不是大问题。放大前应注意滤波,以避免干扰信号进入。
放大后,应采用整流回路去掉交流分量,通过一个RC电路(用于滤波避免电路过于灵敏)和一个触发器来控制电路触发,即可。

如果有CPU,就可以采用数模转换回路,报信号读到程序里,然后,采用数字滤波技术过滤掉无用信号,程序再检测信号电平,如果信号电平积分超过某值,即可检测出信号存在。

1、
比如说一个需要接+ - 15V电源的运放
我只提供一个+15V的电源 - 15V端接地
输入信号 为+ - 5V的正弦波 放大倍数为2(同象放大的接法)
那么 我输出端会是:幅值为10V的半波,另外的一半被削波了。
2、
可以呀,但不知你要检测什么?是音频信号吗,没必要用上面的削波电路,用检波电路就行呀。

输入信号 为+ - 5V的正弦波 放大倍数为2

单电源也可以用,不过电路得相应发生一些改变,即在输入端需接两个电阻,一个接在输入端和地之间,一个接在输入端和电源之间,电阻要大,用15伏供电的话最好选用250K左右,两电阻阻止要一样大,检测电路你用一触发器就可以了,都有成品集成电路价格很低,应用简便