1.1 解惑:运放的输入输出电压范围
来源:互联网 发布:java七牛上传图片demo 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 10:56
(本系列7章31小节汇总链接:http://www.ti.com/lit/sg/slyt701/slyt701.pdf )
本文链接:http://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/archive/2012/05/08/op-amp-voltage-ranges-input-and-output-clearing-some-confusion
说明:本系列博文均来自于上面链接的翻译,如有理解不当的地方请不吝指教。
通用运放是没有GND(ground)地端这个概念的,标准运放并不知道哪里是地,也不知道是单电源供电还是双电源供电。
以下是关于电压范围需要考虑的三个关键点:
1. 总供电范围,即运放两个供电端口的压差,比如 ±15V 供电的总电压是30V。某运放工作电压可能是6--36V,在低压极限时可以 0—6V 供电或 ±3V 供电,高压极限时可以 0—36V 或 ±18V 供电,即使不平衡电压 -6—30V 供电也是可以的。
2. 通常明确指定了输入共模电压范围(C-M range)和运放供电电压的关系。如下图1,假设摸个运放的共模电压范围被描述为高于运放负端电压2V,低于运放正端电压2.5V,即 (V-)+2V—(V+)-2.5V 。
3. 和输入共模电压一样,通常输出电压的范围也和供电电压有明确的关系。比如某运放输出电压范围是
(V-)+1V—(V+)-1.5V 。
本次的三个例子(图1,2,3)中,都是增益为1。重点是:图1 的电压输出范围只能达到(V-)+2V—(V+)-2.5V ,因为增益为1且输入只能达到这个范围。要使输出满量程,需要增大增益。
图1是典型的双电源供电,但是只有压差在使用范围,用单电源供电也可以的。
下图2是一个所谓的单电源运放,其共模电压扩展到(其实稍微略低于)负电源,这使得其可以在更多的情况下运用,也能近地操作。虽然不是单电源运放也可以用在单电源条件下,但真正的单电源运放是更多方面的。
在图2增益为1的电路中,输出电压范围是 0.5V—(V+)-2.2V 。
图3 是轨至轨运放。轨至轨输入共模电压表示可以达到甚至稍微超过正负电源轨。轨至轨输出电压表示输出电压范围可以很接近正负电源轨,通常到电源轨只有10—100mV。有些运放声明只有轨至轨输出,没有图3 的输入特性。
由于轨至轨运放的输出范围基本能达到供电电源,所以在单电源5V或以下的低电压电路中运用非常普遍。
轨至轨运放由于对输入电压的限制减小而备受欢迎,但是并不总是最好的选择哦,我们总是需要在其他的性能属性之间折中。但这就是模拟设计。就像生活中一样,总需要在各种复杂的问题中作出选择。
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