So wandeln Sie einen Doppelstromversorgungskreis in einen Einzelstromversorgungskreis um
1.1 Netzteil und Einzelnetzteil
Alle Operationsverstärker verfügen über zwei Stromanschlüsse, die in der Dokumentation normalerweise mit VCC+ und VCC gekennzeichnet sind, manchmal jedoch auch mit VCC+ und GND. Dies liegt daran, dass einige Autoren von Datenhandbüchern versuchen, diesen Kennzeichnungsunterschied zwischen Operationsverstärkern mit einfacher Leistung und Operationsverstärkern mit doppelter Leistung zu unterscheiden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass sie es auf diese Weise verwenden müssen – sie können möglicherweise mit anderen Spannungen arbeiten. Wenn der Operationsverstärker nicht mit der Standardspannung betrieben wird, ist es notwendig, das Datenhandbuch des Operationsverstärkers zu Rate zu ziehen, insbesondere die Anweisungen zur absoluten maximalen Versorgungsspannung und zum Spannungshub.
Die überwiegende Mehrheit der Analogschaltungsdesigner weiß, wie man Operationsverstärker unter Bedingungen mit doppelter Versorgungsspannung verwendet, wie zum Beispiel in der Schaltung links in Abbildung 1, wo eine doppelte Stromversorgung aus einer positiven Stromversorgung und einer negativen Stromversorgung mit gleicher Spannung besteht. Im Allgemeinen sind es positive oder negative 15 V, positive oder negative 12 V und positive oder negative 5 V, die ebenfalls häufig verwendet werden. Die Eingangsspannung und die Ausgangsspannung werden beide durch die Referenzmasse bestimmt, einschließlich der maximalen Schwingungsamplitude Vom der positiven und negativen Spannungen und der maximalen Ausgangsschwingungsamplitude.
Der Leistungsanschluss des Operationsverstärkers in einem einzelnen Stromversorgungskreis ist mit einer positiven Stromquelle und Masse verbunden. Verbinden Sie den positiven Stromanschluss mit VCC+ oder verbinden Sie den Erdungs- oder VCC-Anschluss mit GND. Teilen Sie die positive Spannung in zwei Hälften und verbinden Sie sie als virtuelle Masse mit dem Eingangspin des Operationsverstärkers. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers auch die virtuelle Massespannung. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers ist um die virtuelle Masse herum zentriert und die Amplitude liegt innerhalb von Vom. Einige neue Operationsverstärker haben zwei unterschiedliche maximale Ausgangsspannungen und minimale Ausgangsspannungen. Im Datenhandbuch für diesen Operationsverstärkertyp werden Voh und Vol speziell angegeben. Es sollte beachtet werden, dass viele Designer gelegentlich virtuelle Erde verwenden, um sich auf Eingangs- und Ausgangsspannungen zu beziehen. In den meisten Anwendungen basieren Ein- und Ausgang jedoch auf der Masse der Referenzstromquelle. Daher müssen Entwickler DC-Trennkondensatoren an den Ein- und Ausgängen hinzufügen, um die Gleichspannung zwischen virtueller Masse und Erde zu isolieren.
Normalerweise beträgt die von einer einzelnen Stromquelle gelieferte Spannung 5 V und der Ausgangsspannungshub des Operationsverstärkers ist geringer. Darüber hinaus kann die aktuelle Versorgungsspannung des Operationsverstärkers auch 3V oder sogar weniger betragen. Aus diesem Grund sind die in einzelnen Stromversorgungskreisen verwendeten Operationsverstärker meist Rail-to-Rail-Operationsverstärker, wodurch der Verlust des Dynamikbereichs vermieden wird. Es ist zu beachten, dass sowohl der Eingang als auch der Ausgang möglicherweise nicht der Spannung von Rail To Rail standhalten können. Obwohl das Gerät als Rail-to-Rail spezifiziert ist, kann eine Spannung, die sich der Eingangs- oder Ausgangsspannungsgrenze nähert, die Funktionalität des Operationsverstärkers beeinträchtigen, wenn der Ausgang oder Eingang des Operationsverstärkers Rail-to-Rail nicht unterstützt. Daher ist es notwendig, das Datenhandbuch sorgfältig zu lesen, um sicherzustellen, dass sowohl die Ein- als auch die Ausgabe Rail-to-Rail sind. Dies ist die Pflicht des Entwicklers sicherzustellen, dass die Funktionalität des Systems nicht beeinträchtigt wird.
