單電源運算放大器的偏置與去耦電路設計

表3：電路參數及期間參數選擇。
雖然電阻偏置電路技術(shù)成本很低，并且始終能保持運放輸出控制在Vs/2，但運放的共模抑制能力完全依靠RA/RB與C2構成的RC時(shí)間常數。通過(guò)使用C2可以提高至少10倍的RC(RC通過(guò)R1/C1與RIN/CIN的網(wǎng)路構成)時(shí)間常數，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(méi)有降低的時(shí)候，C2可以保持相當小的容量。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(gè)齊納二極管調整偏置電壓，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(guò)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(guò)反饋進(jìn)入運放。要想實(shí)現低噪聲電路需要使用一個(gè)比10uF還大的CN，并且齊納二極管應該選擇一個(gè)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?？梢赃x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(huì )因制造商的不同有些差別，在應用中一般IZ在5mA(250mW)與5uA(500mW)之間比較好。

表4：電路參數及期間參數選擇
在齊納二極管的工作極限范圍之內，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(gè)電路有一些缺陷，因為運放輸出的靜態(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(huì )失真(出現不對稱(chēng)的削頂波形)，此時(shí)電路還要消耗更多的電能。電阻RIN與R2應該選擇相同的電阻值，防止偏置電流引起更大的失調電壓誤差。