集成运算放大器不负责任讲解3

在上一节中我们讨论了如何使用单电源供电的放大器电路来放大交流信号的问题。我们的解决方案是放大交流信号的同时给放大电路加一个直流偏置。这个电路的特点一是必须使用耦合电容将交流信号和直流偏置信号进行耦合;二是由于加入了直流偏置信号导致放大器的输入阻抗不再是无穷大而是R3。那么有没有更简洁方便又不牺牲输入阻抗的办法呢?答案是肯定的,首先我们先观察一下双电源电路。
集成运算放大器不负责任讲解3_第1张图片
在双电源电路中可以看到有3个电源参考点(我自己编的名词不用太介意)分别为12V的VCC、-12V的VEE和0V的GND。如果改成单电源的话其实就是把VCC增加12V变成24V,把VEE增加12V变成0V。如果我们把GND增加12V变成12V的话对于这个电路来说是不是就相当于没有变,我们来试一下。
集成运算放大器不负责任讲解3_第2张图片
通过仿真我们可以看到信号被完整地放大了,相对于双电源电路区别在于输出信号的共模电压(直流分量)是12V(Ypos设置为-12意思是将波形往下平移12单位的Scale也就是12V显示)。为什么会这样呢?在双电源供电的电路中VCC相对于GND是12V,VEE相对于GND是-12V;到了上图单电源电路中,VCC相对于VSS是12V,VEE相对于VSS是-12V。所以这两个电路并没有本质的差别,这也说明了电压是相对的,GND是一个参考点,我们可以把任何一个电压设置为GND。上一节的方案之所以多了那么多的器件是因为我们更换了参考点,而上图看似更换了参考点其实并没有更换参考点所以电路结构和双电源的时候一模一样。

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