負(fù)電源也可以做為設(shè)備電源使用

第一個(gè)運(yùn)算放大器(op amps) 使用通常稱為分離式電源的東西，這意味著放大器的電源在接地周圍對(duì)稱，具有正極性和負(fù)極性。由于大多數(shù)電源使用變壓器來轉(zhuǎn)換 120 V 市電，因此一個(gè)簡單的中心抽頭次級(jí)繞組可以輕松接入負(fù)電源。

如今，許多設(shè)備現(xiàn)在都使用電池供電，甚至主電源設(shè)備也趨向于僅使用正電源。但是，我不建議排除負(fù)電源。

許多信號(hào)仍以地為參考并在同軸電纜上傳輸。高性能組件(如模數(shù)轉(zhuǎn)換器)可以在 1.8 V 電源上運(yùn)行，并且需要以 0.9 V 為中心的輸入信號(hào)。

即使是最低閾值 MOS 技術(shù)也無法生成真正的軌到軌信號(hào)，雙極技術(shù)的基極到發(fā)射極電壓 (Vbe) 與硅 PN 結(jié)通常相關(guān)的 0.6 V 相比沒有顯著變化。這意味著，如果放大器要重新創(chuàng)建一個(gè)擺動(dòng)接近地的信號(hào)，或者更困難的是，以地為參考，負(fù)電源是必要的。

幸運(yùn)的是，產(chǎn)生負(fù)電源非常便宜，尤其是在電流要求較低的情況下。像LMR70503 SIMPLE SWITCHER這樣的器件只需 7 個(gè)外部無源元件即可產(chǎn)生負(fù)電源。

LMH6554是一款差分放大器，專為單電源和雙電源配置而設(shè)計(jì)。使用現(xiàn)有的 3.3V 電源 LMR70503，可以將其轉(zhuǎn)換為 +3.3V 和 -1.7V 分離電源。采用這種電源配置，LMH6554 輸出電壓現(xiàn)在可以在 -0.6 V 至 +2.2 V 之間擺動(dòng)。這個(gè)范圍足以驅(qū)動(dòng)大多數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和許多以地為參考的信號(hào)，例如復(fù)合視頻。其他電源電壓組合(如 +4 V 和 -1 V)對(duì)于 ADC(如下所示 的ADC081500)來說是理想的。

隨著開關(guān)電源的出現(xiàn)，即使在設(shè)計(jì)電池供電設(shè)備時(shí)，也沒有理由將自己限制為僅使用正電源。不要害怕在我們的下一個(gè)高系統(tǒng)設(shè)計(jì)中指定負(fù)電源。

觀點(diǎn)

這是一個(gè)非常好的觀點(diǎn)，寫得很好。我有點(diǎn)厭倦了迎合幾乎所有東西的單一供應(yīng)人群，但是，單一供電芯片設(shè)計(jì)人員在嘗試解決這項(xiàng)技術(shù)的明顯問題方面做得非常出色。這些家伙有效地控制了輸入軌到軌問題。輸入級(jí)的低功率變速泵解決了這個(gè)問題。輸出仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，但通過將擺幅保持在毫伏區(qū)域而不是 10 或 100 毫伏，可以控制軌到軌輸出行為。話雖如此，重要的是要接受這種軌對(duì)軌行為的重要性的概念。當(dāng)我們前往放大器的輸出軌時(shí)，限制是朝向軌，不在整個(gè)輸出范圍內(nèi)。使用隨后的 12 位轉(zhuǎn)換器，在軌上損失 5 mV 是損失 4 個(gè)代碼(假設(shè) 5V 提供 5V {或 2.5V} ADC 參考)。因此，轉(zhuǎn)換器沒有 4096 個(gè)可用位，而是只有 4092 個(gè)可用位。對(duì)我們的動(dòng)態(tài)范圍的影響為 0.00977%。我想這是一個(gè)宜居的錯(cuò)誤。

單電源運(yùn)算放大器很好地覆蓋了輸入軌到軌。輸出的好點(diǎn)，但是我們的分析對(duì)于壓降非?？犊?，這取決于我們談?wù)摰呢?fù)載類型(和類別)當(dāng)然并假設(shè)一個(gè)階段，現(xiàn)在想象將 5mV 帶入第二階段提高增益(這不是醫(yī)療儀器中的常見做法)。我們丟失的不再是 4 個(gè)代碼，是嗎?正如 Loren 所說，好消息是有一種解決方案，一種稱為 LM7705 的單片機(jī)，可以防止代碼丟失。另一方面，反駁的論點(diǎn)是“電荷泵很吵”，當(dāng)然可以，但是噪聲有多大(對(duì)于整個(gè)系統(tǒng))，如果我們正在進(jìn)行單電源設(shè)計(jì)，那么它 s 可能會(huì)降低功率嗎?那么，功率降低不是意味著更高的噪聲容忍度嗎?