Jak převést duální napájecí obvod na jeden napájecí obvod
1.1 Napájecí zdroj a jeden napájecí zdroj
Všechny operační zesilovače mají dva napájecí piny, obvykle označené v dokumentaci jako VCC+ a VCC, ale někdy jsou jejich označení VCC+ a GND. Někteří autoři datových příruček se totiž pokoušejí odlišit tento rozdíl v označování mezi jednovýkonovými operačními zesilovači a dvouvýkonovými operačními zesilovači. To však neznamená, že jej musí používat tímto způsobem - mohou být schopni pracovat při jiných napětích. V případě, že operační zesilovač není napájen výchozím napětím, je nutné nahlédnout do datového manuálu operačního zesilovače, zejména pokyny k absolutnímu maximálnímu napájecímu napětí a kolísání napětí.
Naprostá většina návrhářů analogových obvodů ví, jak používat operační zesilovače za podmínek duálního napájecího napětí, jako je obvod na obrázku 1 vlevo, kde se duální zdroj skládá z kladného napájecího zdroje a záporného napájecího zdroje se stejným napětím. Obecně je to kladné nebo záporné 15V, kladné nebo záporné 12V a kladné nebo záporné 5V, které se také běžně používají. Vstupní napětí a výstupní napětí jsou obě dány referenční zemí, včetně maximální amplitudy kolísání Vom kladného a záporného napětí a maximální amplitudy kolísání výstupu.
Napájecí kolík operačního zesilovače v jediném napájecím obvodu je připojen ke kladnému napájecímu zdroji a zemi. Připojte kladný napájecí kolík k VCC+ nebo připojte zemnící kolík nebo kolík VCC - ke GND. Rozdělte kladné napětí na polovinu a připojte jej jako virtuální zem na vstupní pin operačního zesilovače. V tomto okamžiku je výstupní napětí operačního zesilovače zároveň virtuálním zemním napětím. Výstupní napětí operačního zesilovače je soustředěno kolem virtuální země a amplituda je v rámci Vom. Některé nové operační zesilovače mají dvě různá maximální výstupní napětí a minimální výstupní napětí. Datový manuál pro tento typ operačního zesilovače bude konkrétně specifikovat Voh a Vol. Je třeba poznamenat, že mnoho návrhářů náhodně používá virtuální zem k označení vstupního a výstupního napětí. Ve většině aplikací jsou však vstup a výstup založeny na zemi referenčního zdroje napájení, takže konstruktéři musí přidat stejnosměrné izolační kondenzátory na vstupní a výstupní body, aby izolovaly stejnosměrné napětí mezi virtuální zemí a zemí.
Obvykle je napětí dodávané jedním napájecím zdrojem 5V a kolísání výstupního napětí operačního zesilovače bude nižší. Navíc aktuální napájecí napětí operačního zesilovače může být i 3V nebo i nižší. Z tohoto důvodu jsou operační zesilovače používané v jednoduchých napájecích obvodech většinou operační zesilovače Rail To Rail, což eliminuje ztrátu dynamického rozsahu. Je třeba poznamenat, že jak vstup, tak výstup nemusí být schopen odolat napětí Rail To Rail. Přestože je zařízení specifikováno jako Rail to Rail, pokud výstup nebo vstup operačního zesilovače nepodporuje Rail to Rail, napětí blížící se limitu vstupního nebo výstupního napětí může zhoršit funkčnost operačního zesilovače. Proto je nutné pečlivě nahlédnout do datového manuálu, abyste se ujistili, že vstup i výstup jsou Rail to Rail. To je povinnost projektanta zajistit, aby nedošlo ke zhoršení funkčnosti systému.
