Ako previesť duálny napájací obvod na jeden napájací obvod
1.1 Napájací zdroj a jeden napájací zdroj
Všetky operačné zosilňovače majú dva napájacie kolíky, zvyčajne označené ako VCC+ a VCC - v dokumentácii, ale niekedy sú ich označenia VCC+ a GND. Je to preto, lebo niektorí autori dátových manuálov sa pokúšajú rozlíšiť tento rozdiel v označovaní medzi jednovýkonovými operačnými zosilňovačmi a dvojvýkonovými operačnými zosilňovačmi. To však neznamená, že ho musia používať týmto spôsobom - môžu byť schopné pracovať pri iných napätiach. V prípade, že operačný zosilňovač nie je napájaný predvoleným napätím, je potrebné postupovať podľa údajového manuálu operačného zosilňovača, najmä v pokynoch pre absolútne maximálne napájacie napätie a kolísanie napätia.
Prevažná väčšina návrhárov analógových obvodov vie, ako používať operačné zosilňovače v podmienkach duálneho napájacieho napätia, ako je obvod na ľavej strane obrázku 1, kde duálny zdroj pozostáva z kladného napájacieho zdroja a záporného napájacieho zdroja s rovnakým napätím. Vo všeobecnosti je to kladné alebo záporné 15V, kladné alebo záporné 12V a kladné alebo záporné 5V, ktoré sa tiež bežne používajú. Vstupné napätie a výstupné napätie sú dané referenčnou zemou, vrátane maximálnej amplitúdy kolísania Vom kladného a záporného napätia a maximálnej amplitúdy kolísania výstupu.
Napájací kolík operačného zosilňovača v jedinom napájacom obvode je pripojený ku kladnému zdroju napájania a zemi. Pripojte kladný napájací kolík k VCC+, alebo pripojte uzemňovací kolík alebo kolík VCC - k GND. Rozdeľte kladné napätie na polovicu a pripojte ho ako virtuálnu zem na vstupný pin operačného zosilňovača. V tomto čase je výstupné napätie operačného zosilňovača zároveň virtuálnym zemným napätím. Výstupné napätie operačného zosilňovača je sústredené okolo virtuálnej zeme a amplitúda je v rámci Vom. Niektoré nové operačné zosilňovače majú dve rôzne maximálne výstupné napätia a minimálne výstupné napätia. Dátová príručka pre tento typ operačného zosilňovača bude konkrétne špecifikovať Voh a Vol. Treba poznamenať, že mnohí dizajnéri náhodne používajú virtuálnu zem na označenie vstupného a výstupného napätia. Vo väčšine aplikácií je však vstup a výstup založený na zemi referenčného zdroja energie, takže dizajnéri musia pridať jednosmerné izolačné kondenzátory na vstupné a výstupné body, aby izolovali jednosmerné napätie medzi virtuálnou zemou a zemou.
Zvyčajne je napätie dodávané jedným zdrojom napájania 5 V a kolísanie výstupného napätia operačného zosilňovača bude nižšie. Okrem toho aktuálne napájacie napätie operačného zosilňovača môže byť aj 3V alebo aj nižšie. Z tohto dôvodu sú operačné zosilňovače používané v jednoduchých napájacích obvodoch väčšinou operačné zosilňovače Rail To Rail, čo eliminuje stratu dynamického rozsahu. Treba poznamenať, že vstup aj výstup nemusia byť schopné odolať napätiu Rail To Rail. Aj keď je zariadenie špecifikované ako Rail to Rail, ak výstup alebo vstup operačného zosilňovača nepodporuje Rail to Rail, napätie blížiace sa k hranici vstupného alebo výstupného napätia môže zhoršiť funkčnosť operačného zosilňovača. Preto je potrebné pozorne nahliadnuť do údajového manuálu, aby ste sa uistili, že vstup aj výstup sú Rail to Rail. To je povinnosťou projektanta zabezpečiť, aby sa nezhoršila funkčnosť systému.
