集成运放的电源供给方式
集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。
（1）对称双电源供电方式
运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共端（地）的正电源（+E）与负电源（-E）分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。
（2）单电源供电方式
单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位,如图3.2.1所示。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。对于图3.2.1交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为VCC/2,为了隔离掉输出中的直流成分接入电容C3。
图3.2.1 运算放大器单电源供电电路
大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作，如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作，也可在双电源供电状态下工作。例如，LM324可以在、+5～+12V单电源供电状态下工作，也可以在+5～±12V双电源供电状态下工作。
在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出电压降为电源电压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流耦合电容，利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示，其运放输出波形如图1(b)所示。
该电路的增益Avf＝－RF／R1。R2＝R3时，静态直流电压Vo(DC)＝1／2Vcc。耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。Cl及C2可由下式来确定：C1＝1000／2πfoRl(μF)；C2＝1000／2πfoRL(μF)，式中，fo是所要求最低输入频率。若R1、RL单位用kΩ，fO用Hz，则求得的C1、C2单位为μF。一般来说，R2＝R3≈2RF。
图2是一种单电源加法运算放大器。该电路输出电压Vo＝一RF(V1／Rl十V2／R2十V3／R3)，若R1＝R2＝R3＝RF，则Vo＝一(V1十V2十V3)。需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。它是个甲类放大器，在无信号输入时，损耗较大。
思考题 (1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10kΩ、低频响应近似为30Hz、驱动负载为1kΩ的单电源反相放大器电路。该电路的不失真输入电压的峰—峰值是多少呢?(提示：一般运算放大器的典型输入、输出特性如图4所示)；(2)图5是单电源差分放大器。若输入电压为50Hz交流电压，V1＝1V，V2＝O．4V，它的输出电压该是多少呢？
单电源供电交流放大电路的问与答
1、 问：双电源运放改单电源，为什么要取其中点电压供电？
答：一般运放以双电源工作时是以（（V+）+（V-））/2=0V 作为参考电压的，运放工作在中
间的线性区。运放若以单电源供电，则应将电压参考点设置在V+/2 处。若是反相放大器，应
当将同相输入端的参考电压设为V+/2，反相输入端的输入信号也应当以V+/2 作为参考点。因
为一般的运算放大器是用来对交流信号作放大作用的，交流信号在经过运放时如果只是和地电
平做比较的话，将会把交流信号的下半部分“吞噬”掉。而采用电源的中点电压作比较的话，
负半周的交流信号可以几乎没有损耗的被放大。这也就是大家常说的抬高交流信号的直流电平。
此时输入和输出信号都需要加交流耦合电容。采用单电源供电是要付出一定代价，一些输出参
数势必会变差，当输入信号接近0V 或V+时，会使运放工作在非线性区，放大器输出会出现饱
和失真或截止失真。
2、问：什么情况下可以不取中点电压供电
答：如果只是对直流信号放大(正电压)，则可以不加中点。如果电源电压远远大于输出要
求电压，也可不必将中点电位抬到一半，根据输出要求不同，中点电位只要在两电压之间就可
以，因为中点电位和上下电源的差值决定了最大不失真输出的大小。
单电源的中点电位是针对运放的所有输入和输出脚的，要求高点的场合还要求相位不能偏
移(如高档的低音炮等)，此时用电容隔直还满足不了要求。如果运放的ICMR（input common mode
voltage range)参数，允许输入范围很宽比如rail-to-rail，则必须将输入钳制在中点电压。
3、问：为什么单电源供电时输入和输出都必须加电容耦合
答：电容耦合是隔离直流分量的，避免直流分量对前后级之间产生干扰。
4、问：双电源运放在接成单电源电路时，作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电
压源好？
答：一般来讲，双电源运放改成单电源电路时，如果采用基准电压的话，效果最好。这种
基准电压使系统设计得到最小的噪声和最高的PSRR。若采用电阻分压方式，必须考虑电源纹
波对系统的影响，这种用法噪声比较高，PSRR 比较低。如果电源本身就很稳定，采用电阻分
压网络无疑是最廉价、最简单的。
