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在实际使用运放去设计电路时，首先要考虑运放的供电为单电源或双电源，然后 根据信号源阻抗要求去选择同相或反向放大电路。当然某些特殊要求的地方还要考虑 使用差分放大电路来设计满足要求，比如视频中提到的电池电压检测电路就是利用差 分单电源供电实现了电池电压检测功能。所以基于上述的实际应用过程，我们就可以 设计出三种类型的电路：同相放大电路，反向放大电路和差分放大电路了。同时在考 虑到运放电路的供电要求，可以提供单电源或双电源来设计放大电路，这样按照排列 组合就可以知道每种类型的电路至少有4个设计电路了。当然我们在设计电路时要考 虑到它的实际用途，所以有些组合中的电路不具有实际意义就不会使用了。 以下内容 按照同相比例放大电路，反向比例放大电路，差分放大电路顺利来总结以下。 同相比例放大电路特点：对输入信号进行比例放大，不进行相位翻转。 在对同相比例放大电路设计时，注意要对运放芯片的输入的电源端进行RC滤波 减小纹波，实质就是减小电源电压的变化导致的输出信号的变化从而减小噪声。对于 运放芯片本身来说还有一个参数PSRR也是与此有关的。 在运放电路的输入端加入电容 C5 构成低通滤波器，实现对对输入信号的滤波减小噪声。  图1 1.1在运放电路的输出端加入了R13，C7构成低通滤波，截止频率计算公式1/2*π *R13*C7，同时为了防止电路振荡作用； 1.2此电路的放大倍数计算公式：Gain=1+?7 ? èGain=11 倍。也就是说当输入信号为1mVpp 值时，输出信号可以变成11mVpp。假如考虑到运放芯片输出是能到达电源电 源情况下，在芯片的Pin3 端输入信号可以达到±227mV,都能被线性放大。如果超出此输入范围就出现输出信号正负电源电压饱和 了。所以在使用运放时要考虑电路输出信 号范围，即使我们在使用 Rail-to- Rail运放时也要考虑留输出余量，以免出现信号失真。 1.3 电容C15在此次实现了相位补偿作用，为何实现了相位补偿作用呢？在前面视频 可以知道，电容的电流超前电压90°的。同时此电容与电阻也组成了一个低通滤波器， 具体的作用取决于电容值的大小。 2、在使用双电源系统设计电路时相对简单一些不用考虑提供中心偏置电压问题，为何 单电源供电时要考虑中心偏置电压呢？目的就是使电路具有最大的输出动态范围。以下我们来看看单电源系统设计的运放电路，如下图：  图2 2.1 细心的读者会发现图2电路与图1电路的不同点主要在：供电电源，输入端以及反 馈网络。 2.1.1供电电源采用单电源好处，减小芯片成本，同时增大设计的难度，这正是我们大 显本领的好机会。 2.1.2 输入端加入了直流偏置电压，此直流偏置电压由2个10K电阻实现的。但是此种 方法产生中心偏置电压就是一个大坑，对系统的稳定性和噪声带来不可估量的结果特 别是对与精密电路设计来说。建议最好方法使用参考电压芯片，最次也要使用运放做 个跟随器去做。加入此中心直流偏置电压目的就是为了提高运放电路的输入动态范围。 其实在此加入直流电压会产生一个疑问，此直流电压这么大被放大了11倍还怎么放大 信号源信号呢？下面会解释。电容C9隔直通交对输入信号的直流成分去掉。 2.1.3 电容C12作用。电容的作用隔直通交作用，由于此电容的存在使直流信号无法形 成反馈回路从而不会产生直流放大作用。至少对电路的交流信号放大了11倍。 下图为产生中心直流偏置电压的另一个方法，在图中红色圈出部分。  图3 此方法用电路分压产生中心直流偏置电压一样会存在之前分析的问题，不建议这样 使用。此方法中为何不会产生直流信号被放大呢？请读者们自行分析一下吧。 至此，关于同相比例放大电路单/双电源电路设计学习笔记写到此了，下一次分享 反向比例放大电路设计。 ======================================================== |
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