單電源運(yùn)算放大器的偏置與去耦電路設(shè)計

目前在許多手持設(shè)備、汽車以及計算機(jī)等設(shè)備只用單電源供電，但是單電源容易出現(xiàn)不穩(wěn)定問題，因此需要在電路外圍增加輔助器件以提高穩(wěn)定性。在電路圖1中展示了單電源供電運(yùn)算放大器的偏置方法，用電阻RA與電阻RB構(gòu)成分壓電路，并把正輸入端的電壓設(shè)置為Vs/2。輸入信號VIN是通過電容耦合到正輸入端。在該電路中有一些嚴(yán)重的局限性。
首先，電路的電源抑制幾乎沒有，電源電壓的任何變化都將直接通過兩個分壓電阻改變偏置電壓Vs/2，但電源抑制的能力是電路非常重要的特性。例如此電路的電源電壓1伏的變化，能引起偏置電路電壓的輸出Vs/2變化0.5伏。該電路的電源抑制僅僅只有6dB，通過選用SGM8541運(yùn)算放大器可以增強(qiáng)電源抑制能力。

圖1：單電源供電運(yùn)算放大器的偏置方法。
其次，運(yùn)算放大器驅(qū)動大電流負(fù)載時電源經(jīng)常不穩(wěn)定，除非電源有很好的調(diào)節(jié)能力，或有很好的旁路，否則大的電壓波動將回饋到電源線路上。運(yùn)算放大器的正輸入端的參考點(diǎn)將直接偏離Vs/2，這些信號將直接流入放大器的正輸入端。

表1：適用于圖2的典型器件值。
在應(yīng)用中要特別注意布局，多個電源旁路電容、星形接地、單獨(dú)的印制電源層可以提供比較穩(wěn)定的電路。
偏置電路的去耦問題
解答這個問題需要改變一下電路。圖2從偏置電路的中間節(jié)點(diǎn)接電容C2，用來旁路AC信號，這樣可以提高AC的電源抑制，電阻RIN為Vs/2的基準(zhǔn)電壓提供DC的返回通路，并且為AC輸入提供了交流輸入阻抗。

圖2：接電容C2來旁路AC信號，提高AC的電源抑制。