單電源運(yùn)算放大器的偏置與去耦電路設(shè)計

表3：電路參數(shù)及期間參數(shù)選擇。
雖然電阻偏置電路技術(shù)成本很低，并且始終能保持運(yùn)放輸出控制在Vs/2，但運(yùn)放的共模抑制能力完全依靠RA/RB與C2構(gòu)成的RC時間常數(shù)。通過使用C2可以提高至少10倍的RC(RC通過R1/C1與RIN/CIN的網(wǎng)路構(gòu)成)時間常數(shù)，這將有助于提高共模抑制比。RA與RB在使用100kΩ，并且電路帶寬沒有降低的時候，C2可以保持相當(dāng)小的容量。也可以采用其它的方法在單電源中提供偏置電壓，并且有很好的電源抑制與共模抑制。比如在偏置電路中可以使用一個齊納二極管調(diào)整偏置電壓，提供靜態(tài)工作點(diǎn)。

圖4：利用相同的齊納二極管的反相放大器電路的偏置方法。
在圖3中，電流通過電阻RZ流到齊納二極管，形成偏置工作點(diǎn)。電容CN可以阻止齊納二極管產(chǎn)生的噪聲通過反饋進(jìn)入運(yùn)放。要想實現(xiàn)低噪聲電路需要使用一個比10uF還大的CN，并且齊納二極管應(yīng)該選擇一個工作電壓在Vs/2。電阻RZ必須選擇能夠提供齊納二極管工作在穩(wěn)定的額定電壓上和保持輸出噪聲電流比較低的水平上。因為運(yùn)放的輸入電流只有1pA左右，幾乎接近零，所以為了減小輸出噪聲電流，低功耗的齊納二極管是非常理想的選擇。可以選擇250mW的齊納二極管，但為了考慮成本，選擇500mW的齊納二極管也是可以接受。齊納二極管的工作電流會因制造商的不同有些差別，在應(yīng)用中一般IZ在5mA(250mW)與5uA(500mW)之間比較好。

表4：電路參數(shù)及期間參數(shù)選擇
在齊納二極管的工作極限范圍之內(nèi)，采用下面電路(圖3、圖4)將有比較好的電源抑制能力。但這個電路有一些缺陷，因為運(yùn)放輸出的靜態(tài)工作點(diǎn)是齊納二極管的電壓而不是Vs/2。如果電源電壓下降，大信號輸出的波形將會失真(出現(xiàn)不對稱的削頂波形)，此時電路還要消耗更多的電能。電阻RIN與R2應(yīng)該選擇相同的電阻值，防止偏置電流引起更大的失調(diào)電壓誤差。