单电源运放应用图集摘要

1. 5 选择电阻和电容的值
　　每一个刚开始做模拟设计的人都想知道如何选择元件的参数。电阻是应该用1 欧的还是应该用1 兆欧的？一般的来说普通的应用中阻值在K 欧级到100K 欧级是比较合适的。高速的应用中阻值在100 欧级到1K 欧级，但他们会增大电源的消耗。便携设计中阻值在1 兆级到10 兆欧级，但是他们将增大系统的噪声。用来选择调整电路参数的电阻电容值的基本方程在每张图中都已经给出。如果做滤波器，电阻的精度要选择1％ E －96系列（参看附录A）。一但电阻值的数量级确定了，选择标准的E－12系列电容。
　　用E－24系列电容用来做参数的调整，但是应该尽量不用。用来做电路参数调整的电容不应该用5％的，应该用1％。
　　基本电路
　　2.1 放大
　　放大电路有两个基本类型：同相放大器和反相放大器。他们的交流耦合版本如图三所示。对于交流电路，反向的意思是相角被移动180度。这种电路采用了耦合电容――Cin 。Cin被用来阻止电路产生直流放大，这样电路就只会对交流产生放大作用。如果在直流电路中，Cin被省略，那么就必须对直流放大进行计算。
　　在高频电路中，不要违反运放的带宽限制，这是非常重要的。实际应用中，一级放大电路的增益通常是100倍（40dB），再高的放大倍数将引起电路的振荡，除非在布板的时候就非常注意。如果要得到一个放大倍数比较的大放大器，用两个等增益的运放或者多个等增益运放比用一个运放的效果要好的多。
　　
　　图三
　　2.2 衰减
　　传统的用运算放大器组成的反相衰减器如图四所示。
　　
　　图四
　　在电路中R2要小于R1。这种方法是不被推荐的，因为很多运放是不适宜工作在放大倍数小于1倍的情况下。正确的方法是用图五的电路。
　　
　　图五
　　在表一中的一套规格化的R3 的阻值可以用作产生不同等级的衰减。对于表中没有的阻值，可以用以下的公式计算
　　R3＝（Vo/Vin）/（2-2（Vo/Vin））
　　如果表中有值，按以下方法处理：
　　为Rf和Rin在1K到100K之间选择一个值，该值作为基础值。
　　将Rin 除以二得到RinA 和RinB。
　　将基础值分别乘以1 或者2 就得到了Rf、Rin1 和Rin2，如图五中所示。
　　在表中给R3 选择一个合适的比例因子，然后将他乘以基础值。
　　比如，如果Rf是20K，RinA和RinB都是10K，那么用12.1K的电阻就可以得到－3dB的衰减。
　　
　　表一
　　图六中同相的衰减器可以用作电压衰减和同相缓冲器使用。
　　
　　图六
　　2．3 加法器
　　图七是一个反相加法器，他是一个基本的音频混合器。但是该电路的很少用于真正的音频混合器。因为这会逼近运放的工作极限，实际上我们推荐用提高电源电压的办法来提高动态范围。
　　同相加法器是可以实现的，但是是不被推荐的。因为信号源的阻抗将会影响电路的增益。
　　
　　图七
　　2．4 减法器
　　就像加法器一样，图八是一个减法器。一个通常的应用就是用于去除立体声磁带中的原唱而留下伴音（在录制时两通道中的原唱电平是一样的，但是伴音是略有不同的）。
　　2．5 模拟电感
　　图九的电路是一个对电容进行反向操作的电路，它用来模拟电感。电感会抵？电流的变化，所以当一个直流电平加到电感上时电流的上升是一个缓慢的过程，并且电感中电阻上的压降就显得尤为重要。
　　
　　图八
　　
　　图九
　　电感会更加容易的让低频通过它，它的特性正好和电容相反，一个理想的电感是没有电阻的，它可以让直流电没有任何限制的通过，对频率是无穷大的信号有无穷大的阻抗。
　　如果直流电压突然通过电阻R1 加到运放的反相输入端上的时候，运放的输出将不会有任何的变化，因为这个电压同过电容C1 也同样加到了正相输出端上，运放的输出端表现出了很高的阻抗，就像一个真正的电感一样。
　　随着电容C1 不断的通过电阻R2 进行充电，R2上电压不断下降，运放通过电阻R1汲取电流。随着电容不断的充电，最后运放的两个输入脚和输出脚上的电压最终趋向于虚地（Vcc/2）。
　　当电容C1 完全被充满时，电阻R1 限制了流过的电流，这就表现出一个串连在电感中电阻。这个串连的电阻就限制了电感的Q 值。真正电感的直流电阻一般会比模拟的电感小的多。这有一些模拟电感的限制：
　　电感的一段连接在虚地上；
　　模拟电感的Q值无法做的很高，取决于串连的电阻R1；
　　模拟电感并不像真正的电感一样可以储存能量，真正的电感由于磁场的作用可以引起很高的反相尖峰电压，但是模拟电感的电压受限于运放输出电压的摆幅，所以响应的脉冲受限于电压的摆幅。