文章目錄

• 前言
• 一、雙電源供電情況的偏置
• 二、雙電源供電情況的偏置注意事項(xiàng)
• 三、單電源供電情況的偏置
• 四、單電源供電情況的偏置注意事項(xiàng)
• 五、仿真結(jié)果

前言

今天我們來(lái)講運(yùn)放單電源與雙電源情況下的偏置!

一、雙電源供電情況的偏置

1、運(yùn)放輸入級(jí)是差分放大器，其兩個(gè)基極引出到集成塊外，即Up(+)和Un(-)端

2、運(yùn)放的兩個(gè)輸入端內(nèi)部是沒(méi)有設(shè)置偏置的，處于置空狀態(tài)，所以需要外部進(jìn)行偏置設(shè)定。

3、之所以內(nèi)部不進(jìn)行偏置，是為了使得運(yùn)放在應(yīng)用中能夠更加靈活地適應(yīng)外部供電方式。

4、在存在負(fù)電源供電的情況下，只需要運(yùn)放輸入端對(duì)地存在直流通路即可通過(guò)負(fù)電源實(shí)現(xiàn)偏置。

5、運(yùn)放內(nèi)部發(fā)射極的恒流源使得運(yùn)放的偏置電流與外部偏置電阻R無(wú)關(guān)。

6、偏置電流將會(huì)在電阻R上形成壓降，這個(gè)直流壓降將成為運(yùn)放的直流靜態(tài)輸入電壓。

7、運(yùn)放的偏置電流很小，一般只有幾十到幾百納安，故電阻R上的靜態(tài)壓降很小。

二、雙電源供電情況的偏置注意事項(xiàng)

1、在直流放大或極低頻放大器中(例如對(duì)溫度信號(hào)的放大)：① 放大器鏈路中不能存在隔直電容;② 輸出端的靜態(tài)中點(diǎn)的偏移影響不能忽略(即需要實(shí)現(xiàn)當(dāng)Ui=0時(shí)，Uo=0)。

2、因?yàn)橐螽?dāng)Ui=0時(shí)，Uo=0。但是，當(dāng)Ui=0時(shí)(對(duì)地短接)，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端對(duì)地電阻不等。

3、所以，應(yīng)該改成如圖所示電路。而且R=R1||R2。

這是假定前級(jí)電路的輸出電阻趨于零(即信號(hào)源Ui的輸出電阻近似為零)。如果前級(jí)電路有顯著的輸出電阻，則需另行考慮。

而對(duì)于交流放大器，因?yàn)榭梢圆捎酶糁彪娙?，所以無(wú)需這樣考慮。

三、單電源供電情況的偏置

1、運(yùn)放在單電源供電(一般是正電源，例如+5V)時(shí)，只能輸出單極性電壓，不能輸出正負(fù)電壓。但是輸入電壓往往是有正有負(fù)的交流電壓，此時(shí)運(yùn)放無(wú)法正常工作。

2、但是運(yùn)放可以輸出含有直流分量的交流電壓(仍然是單極性)，如圖。

為了得到最大的動(dòng)態(tài)范圍，一般輸出靜態(tài)直流偏置取電源電壓的1/2。

怎么把運(yùn)放的輸出靜態(tài)直流電壓設(shè)置為電源電壓的1/2呢?

四、單電源供電情況的偏置注意事項(xiàng)

1、對(duì)于直流來(lái)說(shuō)，電路相當(dāng)于一個(gè)電壓跟隨器，故輸出電壓為電源電壓的1/2。

2、兩個(gè)偏置電阻R的并聯(lián)值成為電路的輸入電阻。所以根據(jù)所需要的輸入電阻確定其大小。

3、電容C1的容抗應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R/2，即

4、電容C2的容抗應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R1，即

上式是為了避免電容C1對(duì)輸入信號(hào)的耦合效果造成影響;下式則是為了避免電容C2對(duì)放大器的增益造成影響。

5、實(shí)際上，運(yùn)放同相輸入端1/2電源電壓的偏置將輸入交流電壓疊加了一個(gè)直流，使得運(yùn)放同相輸入端的電壓成為單極性的電壓。

五、仿真結(jié)果

只放大交流，并不放大直流，對(duì)于直流來(lái)說(shuō)，電路相當(dāng)于一個(gè)電壓跟隨器。

與理論值一致。