Как да преобразувате двойна захранваща верига в единична захранваща верига
1.1 Захранване и единично захранване
Всички операционни усилватели имат два захранващи извода, обикновено обозначени като VCC+ и VCC - в документацията, но понякога техните етикети са VCC+ и GND. Това е така, защото някои автори на ръководства за данни се опитват да разграничат тази разлика в етикетирането между операционни усилватели с единична мощност и операционни усилватели с двойна мощност. Това обаче не означава, че трябва да го използват по този начин - може да са в състояние да работят при други напрежения. Когато операционният усилвател не се захранва от напрежението по подразбиране, е необходимо да се обърнете към ръководството за данни на операционния усилвател, особено относно абсолютното максимално захранващо напрежение и инструкциите за промяна на напрежението.
По-голямата част от проектантите на аналогови вериги знаят как да използват операционни усилватели при условия на двойно захранващо напрежение, като например схемата отляво на Фигура 1, където двойното захранване се състои от положително захранване и равно напрежение отрицателно захранване. Обикновено това е положително или отрицателно 15V, положително или отрицателно 12V и положително или отрицателно 5V, които също се използват често. Входното напрежение и изходното напрежение се дават от еталонната земя, включително максималната амплитуда на люлеене Vom на положителното и отрицателното напрежение и максималната амплитуда на люлеене на изхода.
Захранващият извод на операционния усилвател в една верига на захранване е свързан към положителен източник на захранване и заземяване. Свържете положителния захранващ щифт към VCC+ или свържете земята или VCC - щифта към GND. Разделете положителното напрежение наполовина и го свържете като виртуална маса към входния щифт на операционния усилвател. По това време изходното напрежение на операционния усилвател също е виртуалното заземително напрежение. Изходното напрежение на операционния усилвател е центрирано около виртуалната маса и амплитудата е в рамките на Vom. Някои нови операционни усилватели имат две различни максимални изходни напрежения и минимални изходни напрежения. Ръководството за данни за този тип операционен усилвател ще посочи специално Voh и Vol. Трябва да се отбележи, че много дизайнери небрежно използват виртуална земя, за да се позовават на входно и изходно напрежение. Въпреки това, в повечето приложения входът и изходът се основават на референтната земя на източника на захранване, така че дизайнерите трябва да добавят DC изолационни кондензатори във входните и изходните точки, за да изолират DC напрежението между виртуалната земя и земята.
Обикновено напрежението, доставяно от единичен източник на захранване, е 5 V, а люлеенето на изходното напрежение на операционния усилвател ще бъде по-ниско. В допълнение, текущото захранващо напрежение на операционния усилвател също може да бъде 3V или дори по-ниско. Поради тази причина операционните усилватели, използвани в единични захранващи вериги, са предимно операционни усилватели Rail To Rail, което елиминира загубата на динамичен обхват. Трябва да се отбележи, че както входът, така и изходът може да не издържат на напрежението на Rail To Rail. Въпреки че устройството е указано като Rail to Rail, ако изходът или входът на операционния усилвател не поддържа Rail to Rail, напрежението, приближаващо границата на входното или изходното напрежение, може да влоши функционалността на операционния усилвател. Следователно е необходимо внимателно да се обърнете към ръководството за данни, за да сте сигурни, че и входът, и изходът са Rail to Rail. Това е задължение на дизайнера да гарантира, че функционалността на системата няма да се влоши.
