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运放的单电源供电和双电源供电~

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zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 09:04:06
有的运放的技术手册上是双电源供电的,可不可以接成单电源供电呢,对运放性能有什么影响呢?
而有些运放的技术手册上是单电源供电的,那又可不可以接成双电源供电呢,改动对运放性能有什么影响呢?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-21 09:06:59
 
兄台这个问题也一直迷惑我。。。。
占个沙发听讲~
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-21 09:10:25
 
我正因为迷惑才发帖子问呢~
我对运放的认识很肤浅的,也就知道个虚短、虚断~
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-21 09:10:03
 
所有的运放都可以看成双电源供电的。
单电源的,另一个电源(即接地的)可以看成是0V电源。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 09:14:06
 
这个我理解~
我的意思是,改换供电方式,对运放性能有哪些影响呢?
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-21 09:47:04
 
具体是哪些性能?可列出来,分条讨论。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-21 10:11:34
 
常见的几条~
1,输入失调电压
2,输入失调电流

3,输入偏置电流

4,输出电压摆率

5,最大共模输入电压、
6,最大差模输入电压、
7,电源抑制比等
8,共模抑制比等
9.增益带宽
HolyFaith
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-22 20:20:13
 
列出性能指标很简单,不过楼主要讨论的,好像是电源供电方式对这些指标的影响吧?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 13:47:14
 
先要看到兔子,才好放猎狗呀。
将东西摆在那里,对着说,就一清二楚了。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 17:02:36
 
改变供电方式,我觉得影响最大的,还是最大输出电压摆幅。
对其他的指标,虽然也有影响,但不是那么太大。
wxx
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初级工程师
  • 2011-12-21 22:03:30
 
改变供电方式,是怎样影响最大输出电压摆幅的呢
cyx7610
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总工程师
  • 2015-12-4 22:21:04
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GND走线确实很重要。
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-8-26 20:43:18
 
嗯,同意你这种看法!
周挺巧
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版主
  • 2010-12-21 11:12:07
 
单电源的运放可以用双电源供电,它们一样的道理。双电源的运放基本上不能用单电源供电。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 16:54:21
 
那么供电电源改动之后,会对性能有哪些影响呢?
单电源的运放,又为何可以用双电源来供电,反过来又为何不可以呢?
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 17:56:06
 
为什么兄台不找几个内部结构图来分析下呢?我觉得要讨论这个问题,直接看内部结构是最有效的办法
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-21 18:15:00
 
老兄,你有时间的话就帖几个图出来,给我们分析分析,我来学习~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 18:33:31
 
从内部结构图还真看不出来什么,做电源的,对IC内部缺乏详细掌握。
我去找几张图,来给兄台看看~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 18:40:56
 

兄台看看这张图,适合单电源供电还是双电源供电呢?
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 19:52:52
 
这个单双都可以啊,具体看应用。
双电源的运放肯定是要求输出为地了,比如说class D一般用双电源
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 19:55:32
 
兄台高见~
这个是LM324的内部框图~
我的意思是:当它用双电源供电和单电源供电,性能会有什么区别呢?
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 20:07:58
 
没啥区别。关键是输出共模电平的要求。
举个例子,一般的音频功放为啥需要双电源?因为扬声器就是一个电感,两边不能有直流电平。所以音频功放的输出共模电平只能是地电位。
当然你用一个电容耦合也可以不用双电源。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 20:11:17
 
怎么可能没区别呢?
运放的供电电源不同,起码输出动态范围是不同的。
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 20:12:34
 
我说的输出共模电平的要求就是这个意思。。。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 20:15:48
 
呵呵,兄台能解释下7楼的意思吗?
单电源的运放可以用双电源供电,它们一样的道理。双电源的运放基本上不能用单电源供电~
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 20:32:17
 
这个没想过,你多贴几张图出来分析下吧?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 20:34:28
 
这是LM386的,单电源供电~

slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 20:44:32
 
这个可以用双电源供电很好理解,只要总的压差不超范围
你找一个7楼所说的双电源不能用单电源供电的图出来吧
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 20:59:51
 
7楼的话,不是我说的,只是我对这话不太理解~
14楼的图,既可以用双电源,也可以用单电源,不就证明了这一点吗?
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 21:02:55
 
我觉得还是得看应用场合,比如说14楼的图,如果要求输出地电平,单电源就不能用了。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 21:09:17
 
运放的VCC供电500V,运放的VEE供电470V,这样的供电,也是有应用场所的吧?
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 21:19:56
 
这样的供电,和0到30V相比,除了输出共模电平的区别,你还能看出别的区别吗?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 21:24:10
 
就是因为这种供电方式可以存在,
所以我才觉得,双电源供电的,可以用单电源,单电源供电,也可以用双电源。
我对7楼的观点,并不是赞同。
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 21:45:19
 
对于运放自身来说,它的性能只决定于正负端供电电压压差,至于你外部电平是双电源还是单电源,对它来说并无区别,所以如果非要说什么时候可以用双电源,什么时候用单电源供电,应该还是看外部应用环境。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 21:54:49
 
据此而言,运放的供电方式不同,对运放的性能会有什么影响呢?
就我了解,运放的供电电源越大,需要的供电电流也越大,运放的功耗就越大,温升也就越高。
运放的温升,对运放性能的影响是显而易见的。
另外,运放采用正负电源供电方式,正负电源的接入顺序,对运放的能耗应该也有影响。
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-21 21:57:23
 
正负电源的接入顺序??
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-21 22:04:06
 
是的阿~
我的意思是,比如正负15V供电的运放,先供-15V还是先供+15V,耗能是不一样的~
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-21 22:17:46
 
接入顺序这点我不能理解,请详解
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 08:17:32
 
马场清太郎的《运算放大器应用电路设计》这本书里有说明。
意思是:当运放用正负电源供电的时候,正负电源通常不是同时加上的,而是先加-Vcc,后加Vcc,这样一来,耗电会小些~
至于原因,估计只有做IC的,才能了解其中详情~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 08:18:51
 
就是这本书的23页~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 15:36:56
 
看了这本书,书上说先接入-Vcc的时候,运放几乎无耗电,这只是一种结果,请高手分析分析原因吧!
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:11:03
 
言归正传~
单电源供电的运放,如果想对交流信号放大,需要一个提供一个“虚地”。
这种说法,来自TI的一篇应用笔记《《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 20:16:05
 
为什么:VCC/2 会降低系统的低频特性呢?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:41:45
 
这个改动后的接法是不是降低了运放的最大共模输入电压呢?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:58:37
 
运放的最大共模输入电压降低,输出摆幅也是降低了的吧?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:16:57
 
输出摆幅和最大共模输入电压(最大差模输入电压),两者之间有关系吗?
经过你这一问,感觉上是有。以前还没有注意这个问题~
兄有没有相关的paper呀?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:53:20
 
我觉得是有关系的。
最大共模输入电压降低了,可以认为是运放的参考地电位太高了。
而最大输出摆幅,跟这个参考地是有关系的。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:59:13
 
最大输出摆幅和参考地没有关系吧~
输出摆幅它只和VDD- VEE 相对值有关系。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 17:23:54
 
最大输出摆幅跟参考地,有没有关系,还要看输入信号范围。
比如供电VCC=1V,VEE=-19V,
而输入信号,如果不是在-9V波动,而是接近1V波动,最大输出摆幅肯定是减小的,甚至会饱和。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 19:50:16
 
在你看来输入接近1V波动,
在运放看来,就是在 1V-10V =-9V 范围的波动~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 21:31:16
 
对阿~
如果放大倍数是1倍,运放有这个能力提供1V的输出。
但如果放大倍数是2倍,运放就没能力提供18V的输出了。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:13:42
 
即使是降低了运放的最大共模输入电压,但如何影响到低频频率特性呢?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 22:15:35
 
可不可以这么认为呢?
将供电电源的一半作为一个输入信号,这个输入信号,就提高了整个运放工作的参考地,也就是说,这是一个“虚地”。
同样,输出信号的摆幅降低了,运放能够提供的饱和输出范围降低,所以说开环增益降低。
我是这么理解的,不只对否?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 13:25:06
 
我暂时不能苟同兄台这样的说法~
即使输出信号的摆幅降低了,但不能说它开环增益降低。
增益是个比值。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 13:52:50
 
再来举个例子吧。比如:15V单电源供电的运放 ,我现在用8V单电源供电。
摆幅肯定小了。但是运放的频率特性仍然不变。
频率特性是系统的属性,只和组成它的元件相关,与外力没有关系。
不知兄同意否~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 17:27:14
 
按你的意思,那篇文章有问题,实际上对低频特性没影响?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 19:45:55
 
感觉上是有问题,但是作者这样说肯定有他的理由,
或许我知识不足无法理解~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 13:19:07
 
这个问题还没有解决呢?请兄弟们给力呀~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:23:44
 
这个应用笔记,我记得在21IC上有人翻译过~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:00:23
 
小简见多识广阿,再问问你,还记得是谁翻译得不?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:30:53
 
这么详细的问题不记得了,有时间了再去找找吧
zkybuaa
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  • 2010-12-23 17:28:11
 
呵呵,我在45楼已经共享了~
wangpeng
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本网技师
  • 2011-12-14 19:50:59
 
能不能将这个TI笔记发给我学习下,谢谢
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 16:12:08
 
我还看过TI的一篇应用笔记,说单电源工作的运放,几乎没有做到rail-to-rail的。
当时看了很诧异,双电源工作很难做到rail-to-rail,单电源再做不到的话,那厂家标注的rail-to-rail,还有何意义可言呢?
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-22 18:38:52
 
没有意义?那张兄先说下你理解的rail-to-rail是什么意思?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 18:43:17
 
我理解的rail-to-rail,就是输出电压或者输入电压的摆幅,能达到供电电源的范围。
这也是好多书上的定义~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 19:29:24
 
这个理解我也赞成~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 19:47:25
 
看看这篇文章~
TI_单电源运算放大器输出不能实现轨对轨摆动.pdf

里面分析的,单电源运放的rail-to-rail是伪rail-to-rail~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 19:49:52
 
看看这个截图~

HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:19:00
 
没看懂这个图,高手帮忙解释解释。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:32:39
 
说的是:输出摆幅近电源VCC,VDD 时,
运放已经饱和了,VCC,VDD虽近在咫尺,却不可及~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:46:58
 
下面的是输入信号,上面的是输出信号,是这意思吗?
运放处理三角波信号吗?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:49:42
 
那个图看不清,但文字的意思是~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:50:34
 
里面的文字,显示得很清楚,lower图是输入信号,upper是输出信号。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 22:02:28
 
lower图是输入信号:三角波
upper是输出信号:???
好象时序上对的就有问题,看不懂。输出是比较器产生的?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 22:05:57
 
我看也是这个意思,图的下面有英文说明的,和小简说的意思一致。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:59:05
 
所以我怀疑这篇文章的正确性,即使它得出的结论是对的,但配的图,不足以支持这个结论。
因为运放不可能对三角波进行无失真的处理。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 10:04:23
 
如果只是为了看摆幅,将三角波送到比较器呢?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 10:11:33
 
bluesky兄的意思是,这里的运放是开环工作的,在非线性状态吗?
文章里面说的很清楚:当输出接近轨的时候,线性度下降。
也就是说,这里的运放是接成线性状态的,不是开环比较器的用法。
请兄指点。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 10:16:17
 
哦,要是这样就不是比较器了。
难道用运放构成微分电路?
这个文档里咋没原理图呢?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 10:18:24
 
什么文档咋弄的?
这是TI的一个工程师写的。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 10:24:01
 
呵呵,你误解了,不是说你。
我是说这个文挡里要有个波形变换的原理图就好了,小简不是在迷糊吗,这个波形是怎么来的。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 21:32:47
 
这个波形,可能是个实测波形,只是文档没有提供测试电路。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:31:56
 
是啊,我现在还有点迷糊呢,烦请bluesky兄继续指点。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 22:33:33
 
呵呵,指点什么?
有什么好纠结的呢?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:36:00
 
看我79楼的问题啊,好像老兄的解释,不足以服人~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 22:44:53
 
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zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 09:39:27
 
唉,此言不妥,还是编辑编辑吧~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:44:49
 
我看小简在79楼的问题,到现在还没有令人信服的解释。
大家还是尽量说点有营养的帖子吧,我看在下面都聊开了。不正之风有抬头之势阿,就此打住吧,呵呵。
还是专心讨论问题吧。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:01:28
 
再共享一篇好文章,AD公司的应用笔记:将运算放大器当作比较器用~
将运算放大器作为比较器使用.pdf
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 20:03:35
 

先下了看看,再来请教~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:05:18
 
我记得老兄以前说过:运算放大器无法当比较器用,这是不合适的。AD的这篇笔记,很详细地说明了这种用法~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:24:25
 
这下bluesky兄要好好解释下以前的说法了~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 20:39:16
 
我都忘记说过这样的话了,如果有:收回~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:42:49
 
我也记得你这么说过,记得当时咱们还争论过。
你说你用比较器做过运放,但运放不能用来做比较器。具体在哪说的,我找不到地方了。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 20:47:26
 
晕,我跳进黄河也洗不清了~
不过,普通运放的摆率比不上专用的比较器,在时延要求严格的场合,二者是不能互用的~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:52:06
 
呵呵~
对的,在要求不高的场合,运放是可以当作比较器的,但响应速度会差很多。
比较器的响应在ns级,运放的响应在us级。
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:50:45
 
我下不了附件,看不了那文档。
但说下观点:
在要求不高的场合,运放本来就可以当比较器用,这没什么好奇怪的~
在要求高的场合,运放也能很好的胜任??即运放可完全代替比较器?这是不可能的。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:53:10
 
论坛最近的下载功能,好像出了问题,上QQ,我传给你。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:57:59
 
我下载就没问题啊~
mei8023
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高级工程师
  • 2015-12-5 10:26:53
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毕业这么多年,看这个现在有点吃力
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:36:49
 
26楼的供电方式是可能存在的,不过这时候的输入信号,也要在500V左右,要满足最大共模输入电压和最大查模输入电压的要求。说白了,就是双电源供电的运放是浮地的。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:06:09
 
对的~
这在高压应用场合,这种供电方式,也是不可避免的~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:10:18
 
双电源供电的运放是浮地的。
请简兄帮助解释下,这话咋理解~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:17:15
 
双电源供电的运放,是没有地的,不是吗?
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:19:06
 
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:22:44
 
呵呵,小简的这个说法,是有点新奇,5106兄那是什么表情?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 21:27:13
 
是委婉的反驳~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:33:02
 
呵呵,仔细想想,我觉得小简说的还是有点道理的。
运放可不可以浮地工作呢?
就像前面说得那样,VCC接500V,VEE接470,供电电压范围在30V。
这样一来,是不是说,运放的地方在了(500+470)/2=485V?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:47:57
 
他们两个难为我呢,马场清太郎那本书我也有的,里面好像有这个说法。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 22:10:58
 
可以这样认为:运放的“地”(或者对称的中心)在(VCC+VEE)/2的地方。
运放内部的差动平衡点,就是这个“中心”。
zkybuaa
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  • 2010-12-22 22:17:39
 
正解~
由此也可以得出:运放的VCC可以接1V,VEE可以接-29V,只要VCC和VEE的绝对值之和,没有超过最大供电范围,运放就不会损坏,就可以正常工作。
当然,这时候的输入信号,也要满足一定的范围。
从这点来看,运放的工作是浮地的,参考地就是(VCC+VEE)/2~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 22:47:40
 
哈哈,原来我在写91楼的时候,兄弟已经发出了~
zkybuaa
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  • 2010-12-23 09:44:16
 
呵呵~
既然你也赞同了小简55楼的说法,我很想听听5106兄在74楼委婉反驳的具体内容~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:57:37
 
呵呵,我也想听听。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 22:08:25
 
我再共享一个相当给力的一篇应用笔记:
TI的《A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection》中文译版,在这里要谢谢原作者大公无私的翻译和共享。
单电源运放图集.pdf
tomzhang
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副总工程师
  • 2010-12-22 22:30:35
 
绝对给力!多谢先!!
HolyFaith
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  • 2010-12-23 09:33:11
 
这里我们要谢谢张兄的无私奉献
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-23 09:36:18
 
呵呵,你们太客气了~
我就是看到这篇文档,才想起这个话题的~
多谢简兄的参与,简兄在55楼的观点,很新颖很独到啊,受益匪浅~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:57:18
 
过奖了, 个人一点点体会而已。
既然张兄你和bluesky兄都同意这个观点,就听听74楼5106兄的高论了~
nk6108
  • nk6108
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高级工程师
  • 2012-5-29 01:35:09
 
因有图腾柱,故必须浮地!


集极开路非唯比较器独专,运放也有,只是用双电源对它无意义。。
ericqin
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  • 2012-5-7 23:10:33
 
哎呀我对这个问题晕得很。
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助理工程师
  • 2010-12-23 10:15:11
 
您好,请问输出共模电平怎么就是地电平啊,实在是想不通
lilycowboy
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初级工程师
  • 2011-1-19 14:21:26
 
单电源吧。。。。。。
lilycowboy
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LV4
初级工程师
  • 2011-1-19 14:20:17
 
好像是输入级是PNP的管子就可以单电源供电,NPN的就不行吧,记得有点模糊,不敢肯定。。。。。。
HolyFaith
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  • 2010-12-22 20:20:55
 
我对7楼斑竹的话,持怀疑态度,请斑竹详解~
lovelee
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同意版主的说法
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学习学习...
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本网技师
  • 2010-12-22 19:05:42
 
其实双电源的使用单电源未尝不可,把双电源的0点改成(vcc/2)也可以啊。
至于轨对轨,对于vcc不能完全达到,但是差个100mv也不大了,对于0V点,有的做到-100mv也有,也就是说rr的范围已经很满意了。
如果要求电压范围很大,就另当别论了!
zkybuaa
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  • 2010-12-22 19:55:58
 
但前面有说:单电源供电的,无法结成双电源的,兄弟对此有何看法呢?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:28:08
 
7楼周斑竹只说了个结论,就不见了,高手们来帮忙分析分析呗。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-22 20:50:53
 
我对周斑竹的这个观点,是持怀疑态度的。
我用过LM124,datasheet上写的是单电源供电的,但也可以用来双电源供电。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:14:18
 
这是LM324的技术手册,我帮你们传上来吧。
LM324.pdf
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-22 21:16:39
 
技术手册上,确实显示LM324是单电源供电的运放。

blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 22:22:08
 
来说一句不知高低的话:
电位本来就没有绝对的值,你说它是0,它就是0 。
什么是双电源,什么是单电源?运放统统不知道。
运放知道的只是VCC-VEE相对大小。只要VCC-VEE 不超过规格,怎么加电都可以。
中心平衡点:(VCC+VEE)/2 就是运放的“地”,随着:VCC,VEE的选定自动确定。运放的输出 特性表现 就是参照:电位:(VCC+VEE) /2 展开活动~
欢迎拍砖~
yeyicheng789
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本网技师
  • 2010-12-22 23:02:31
 
我觉得91楼说的是很有道理,但是地是我们约定的一个公共参考电平。如果说双电源供电的运放没有地的话,那么实际应用中它又是怎么来实现比较和放大的呢?它以什么来作为标准?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-22 23:13:10
 
运放的输出 参照:“地”电位:(VCC+VEE) /2 展开活动~
如果是不对称的电源供电,要考虑电平移动来满足后级需求~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:29:17
 
关于这一点,可参考下87楼上传的那篇应用笔记。
里面提到,运放是由两个地的,一个是绝对地,也就是0,一个是“虚地”,也就是兄台所说的这个(VCC+VEE) /2 。
任何一个系统,都应该有地,也就是这个系统中的参考电压点。尽管这个参考电压点的绝对电压值(也就是相对于大地)可能是500V。
运放的的“虚地”作用是满足运放的最大输出摆幅~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:56:23
 
对哦,我55楼就是想表达这个意思。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 10:28:10
 
佩服 佩服~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:20:22
 
呵呵,过奖过奖,彼此彼此了~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 13:15:33
 
用水涨船高来形容,合适吗?
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:20:57
 
没有比这个词汇更合适的了,赞!
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 22:22:09
 
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:25:46
 
莫非这也是“委婉的反驳“?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-23 22:27:44
 
意思是:说点有营养的~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:29:35
 
老兄前面几贴,我暂时没体会到啥营养阿~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:25:29
 
我对bluesky兄91楼的观点表示赞同,小简在55楼的说法也是有道理的。
既然运放没有绝对的地,那么周斑竹在7楼的话,做何解?
可惜周斑竹只回复了一下,就踪迹不见了~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 09:56:01
 
其实,我对周版主在7楼的观点,也是持怀疑态度的。
wsh5106
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副总工程师
  • 2010-12-23 10:24:27
 
今天特意去借了张兄35楼帖出的那本书
看了里面关于单电源和双电源工作方式的说明,里面有句话:
若注意输入、输出的动态范围,则任何电源方式都可以使用。
我觉得这话是有道理的,在saber的仿真中也得到了验证。
所以对上面周斑竹的话,也持怀疑态度。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:11:18
 
呵呵~
本贴参与讨论的人,都对周斑竹7楼的话,产生了质疑。
就等周斑竹来释疑了~
simon009
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高级工程师
  • 2011-1-4 14:10:53
 
讲得好,受益了!
nothisname
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本网技师
  • 2010-12-23 15:34:46
 
这个……,本人op用的少(其实就是一个新手),绝对single supply的没有遇到过,即使声称single supply的,datasheet中也会标注一个split supply之类或者V-~V+等类似的标注

顺便说一下,35楼那本书(感觉)翻译的错误挺多的。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 17:30:35
 
这本书我看的时候,也发现了一些错误。
但没有日文原版,即使有,我也看不明白日文。
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:19:33
 
这本书,论坛能否考虑下,作为奖励书籍提供呢?
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-23 15:40:02
 
在我看来,都一样
只是输入电压范围的问题,比如358输入电压可以达到负电源端电压,所以常认为是单电源供电。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 17:37:10
 
输入电压范围能达到负电源供电和正电源供电电压的运放,是比较多的,只要满足输入是rail-to-rail的就可以了。
老兄的意思:只要输入满足rail-to-rail,单电源供电和双电源供电没区别?
不敢苟同~
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-23 18:36:49
 
这个帖子居然讨论了这么长。。。。。你们真厉害
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-23 21:25:15
 
呵呵~
我们做电源的,对IC内部缺乏了解,还需要专业做IC的多多指点才行啊~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-23 22:17:47
 
129楼的兄弟,好像是专业做IC的啊,多发表发表意见呗。
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-25 13:21:21
 
我实在是受不了了,你们到底要讨论什么啊?
17楼
没啥区别。关键是输出共模电平的要求。
举个例子,一般的音频功放为啥需要双电源?因为扬声器就是一个电感,两边不能有直流电平。所以音频功放的输出共模电平只能是地电位。
当然你用一个电容耦合也可以不用双电源。
25楼
我觉得还是得看应用场合,比如说14楼的图,如果要求输出地电平,单电源就不能用了。
27楼
这样的供电,和0到30V相比,除了输出共模电平的区别,你还能看出别的区别吗?
29楼
对于运放自身来说,它的性能只决定于正负端供电电压压差,至于你外部电平是双电源还是单电源,对它来说并无区别,所以如果非要说什么时候可以用双电源,什么时候用单电源供电,应该还是看外部应用环境。

使用单电源和双电源,不同的地方就是输出共模电平范围。
而共模输出电平主要由什么决定?由你们的外部需要的应用环境决定。比如说你外部应用需要运放输出100V的电平,那么我肯定不能用单电源,只能用双电源。
为什么大家讨论了100多层,还反复停留在这个问题上呢?很有意思么?

我希望大家讨论一下34楼的问题
马场清太郎的《运算放大器应用电路设计》这本书里有说明。
意思是:当运放用正负电源供电的时候,正负电源通常不是同时加上的,而是先加-Vcc,后加Vcc,这样一来,耗电会小些~
这是什么原因?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-25 13:35:45
 
呵呵,谢谢兄台的参与。
其实,我感觉你有点误解帖子要讨论的内容。
主要是想讨论,同一个运放,采用单电源供电和采用双电源供电,会对它的哪些特性会有影响。
参与讨论的朋友中,意见是不一致的。
关于34楼的问题,是我在看那本书的时候注意到的,书中只是给了一个结论,而没有原因分析。
至于个中原因,估计只有芯片级设计人员,才能解释清楚。
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-25 13:58:36
 
莫非我的理解能力这么差?
你们这100多贴难道不是在反反复复的讨论单电源和双电源对输出共模电平的影响吗?
而且我觉大家对这个问题的理解其实都差不多,但是大家讨论过来讨论过去感觉都是在统一一下说法。
比如说你们讨论运放是否能做到rail to rail ,不是也在讨论运放的共模输出范围吗?如果单电源的运放输出无法做到rail to rail 摆幅无法摆到地,那么这种时候对于要求输出为地的应用,单电源的供电方式就不可用了。
如果真的是想讨论采用单电源供电和采用双电源供电,会对它的哪些特性会有影响,就最好不要再继续讨论这个问题了。。。。。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 14:06:57
 
认识是在交流中得到提高的~
闻道有先后,术业有专攻。如此而已~
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-25 14:10:14
 
说得对哈。。。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 14:13:41
 
所以,有疑惑要继续交流,哈哈。
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-25 14:16:54
 
嗯,那我有机会会拍几砖,但是不会带情绪,希望大家被拍的时候也不要生气哈。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 14:21:31
 
如果单电源的运放输出无法做到rail to rail 摆幅无法摆到地,那么这种时候对于要求输出为地的应用,单电源的供电方式就不可用了。
兄弟这段话很到位呀,为啥不早点说出来呢?早说了,或许大家的观点早就统一了~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 14:24:33
 
看下我193楼 191楼 是不是和你这段话的观点一致呢?
slamdunk
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高级工程师
  • 2010-12-25 14:26:29
 
我在17楼和25楼不就表达了这个意思了吗?我以为大家一看就明白。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-25 14:46:27
 
兄台客气了。
闻道有先后,术业有专攻。
在论坛里讨论,难免有认识不到的地方,就是因为有疑问,才来讨论。
要是啥都懂了,还来论坛干啥~
通过彼此的交流,共同进步,才是我们的目的,当然不会带情绪了。
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-24 08:04:40
 
能同时达到正电源电压输出和负电源电压输出的运放我还没有见过。
要么能到正,要么能到负。
双15V电源供电,我用单30V供电也是一样,只是另找一个基准点而以,且这个基准点不一定是30V的中间电压。
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-24 09:40:58
 
我的意思是,输出电压的摆幅能达到输入电压供电范围,比如供电正负15V,输出能达到正负14.5V。这样我们就可以认为是rail-to-rail了。
wsh5106
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-24 09:44:52
 
如果是供电正负15V,达不达到rail-to-rail,无所谓吧,实际中有要求这么严格的场合?
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-24 09:49:42
 
我上楼的帖子,是针对122楼回复的。
上面的兄台认为,输入电压能达到负供电电压,单/双电源供电方式没区别。
延伸一下:输入电压达到负供电电压,可以认为是rail-to-rail的一种。
输入满足rail-ro-rail的,单/双供电方式没区别吗?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 09:59:30
 
是低压供电容易达到rail-to-rail
还是高压供电容易达到rail-to-rail ?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 10:02:22
 
事实上,MOS的饱和压降Io*Ron是不可避免的,BJT饱和的Vce压降也是不可避免的。所以严格意义的Rail-to-rail是不存在的。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 10:07:42
 
正解~
记得我曾自创名词---对轨率(Vou-max / VCC :表示对轨程度)
请问:是高压供电的对轨率高,还是低压供电的对轨率高?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 10:08:40
 
按照你这个定义,应该是高压供电的对轨率高吧~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 10:14:34
 
张兄,说说你的理由吧~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 17:00:39
 
最大输出幅度,距离供电电压的大小,也就是输出级的饱和压降。
供电电压越高,这个饱和压降占的比重越小。这是我的理解。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 17:05:28
 

非常到位~
有点类似:大功率下效率相对能做高,小功率效率相对要低的原因一样~
HolyFaith
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副总工程师
  • 2010-12-24 19:50:30
 
按照这个的话,这个对轨率不知道有什么意义呢?我们要用的时候是输入多少范围,输出多少范围,至于这个占供电电压的范围,管他多少呢,反正再高也可能输出也符合要求,再低也可能刚好满足信号的要求啊
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 19:52:17
 
这个指标,表述的是运放的输出动态幅度,是比较重要的。
一般我们希望越大越好了阿~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 19:56:34
 
还是兄台知我心呀~
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-24 16:48:52
 
没有哪个运放能输出 到正负电源电压的了,就算出来了,那时的线性度也是差。
只要控制好输入输出电压范围,运放单电源还是双电源都一样的用。我没觉得有什么本质的区别。

想想我们画运放电路图来分析的时候,就没有特别注明那个运放是单电源还是双电源吧。

贴子太乱,也不知道该点回复谁的,
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 16:59:03
 
我们都是设计好电路,然后才去画pcb板。
即使在原理图上不标注这个运放的供电方式,但运放一旦选定,其对应的供电方式也是确定了的。可以单电源供电或者双电源供电,或者两者均可,但不能说两种供电方式没有差别。
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-24 19:29:01
 
没有说没区别,只要输入电压输出电压能达到要求,都一样的用。
如果想输入电压能到负电源电压,当然只能用358之类所谓的单电源运放。无论实际是单电源还是双电源供电。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 19:32:22
 
别怪我咬文嚼字阿,122楼表达出来的意思,就是两种供电方式没区别。也许我理解错了。
Coming.Lu
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  • 2010-12-24 20:47:48
 
只要控制好输入输出电压范围,就行。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 20:52:58
 
我们设计的运放,一般都是针对特定的输入信号,也就是输入信号是不可控的,怎么控制好输入电压范围?
Coming.Lu
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  • 2010-12-24 21:23:13
 
就是设计时,不要让运放超出输入输出电压范围使用。
比如,用不能达到负电源电压的运放做负电源电压端的电流采样 ,这就不行。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 21:49:16
 
呵呵,一般不会有这样的设计的。
如果有,那是不懂的~
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-24 22:00:53
 
这些细节问题,很多时候没有引起重视的。
如果现在358突然没货了,不知会有多少厂家会用错运放。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-24 23:00:58
 
呵呵,那是工程师水平的问题~
玉兔昇
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LV6
高级工程师
  • 2010-12-24 19:47:07
 
楼主:改变供电方式,我觉得影响最大的,还是最大输出电压摆幅。
对其他的指标,虽然也有影响,但不是那么太大。
我觉得,摆幅大小有时也不是很重要,以常见的LM324来说,饱和电压总要比电源低1、2伏,说轨到轨也不是那么绝对。我感到比较重要的是单电源供电时的输出零电平是否很接近于零。如果是几十毫伏以下就行,反之,如果零电平是几伏,恐怕就不能用单电源供电。
不当之处请指正。谢谢啦!
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-24 19:50:16
 
你这个说法,我在前面123楼已经提出过来了。
现在比较有疑义的是7楼的说法。
单电源供电时的输出零电平是否很接近于零,这个事关输出超调的问题,无论单电源供电还是双电源供电,都无法避免的吧。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2010-12-24 20:11:48
 
我引用的就是楼主123楼的内容。我想讲的是,如果双电源+-12V,摆幅是+-10V还是+-11V也没有多大的影响;但是单电源(以12V为例)供电时,摆幅是0.01V~10V和1V~11V两者比较,摆幅都是越10V但前者就适合于单电源供电,后者就不适合。
不知我的想法对不对?
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-24 20:16:53
 
你这说法,是不是有点矛盾?
你所说的后者,是什么情况?是单电源供电的情况,还是摆幅1V~11V的情况?
摆幅是0.01V~10V和1V~11V,完全可以用单电源供电。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2010-12-24 20:24:42
 
对不起,我可能没有说清楚,我指的是两种运放,都接成单电源方式,它们主要的不同是零电平。第一种能达到0.01V,
第二种不行,在0~1V的区域,不能符合运放的要求,这第二种运放只能是用双电源的。
我同意7楼观点,“单电源的运放可以用双电源供电,它们一样的道理。双电源的运放基本上不能用单电源供电。”
这种双电源供电,人为的改为单电源,就会发生零电平附近不能正常受控的问题。而专用的单电源供电运放,应该是特殊
设计的,才能用于单电源。当然也能用于双电源了。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 20:28:46
 
我还是没明白,你说的两种运放,是哪两种运放?
还是同一个运放,采用两种供电方式?
输出能否达到零,这个是输出失调的问题。通过阻抗匹配和调零电阻,可以将输出调为零的。
玉兔昇
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LV6
高级工程师
  • 2010-12-24 20:37:53
 
我讲的是不同型号,也就是不同结构的两种运放。最初的运放都是双电源的,后来才设计了单电源的。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-24 20:43:13
 
就拿LM324来说,既可以单电源供电,又可以双电源供电,按你的说法,何解?
deltaups
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高级工程师
  • 2010-12-25 09:20:23
 
樓主意思是假設LM001以單電源+12V供電,輸出電壓範圍是0.01~10V,LM002以單電源+12V供電輸出電壓範圍為1~11V,兩個IC的輸出電壓擺幅是一樣的,但可能後者就不適合以單電源供電,因為其輸出零點為1V以上,在某些場合不能滿足要求了.
东方
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-25 09:50:43
 
你讲的好像是玉兔昇的观点。
东方
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副总工程师
  • 2010-12-25 09:46:43
 
7楼周挺巧的说法,应该属于单电源供电,单电源的运放可以用双电源供电。不是双电源供电。
XW:那就是说运放分两种,一种是仅能用于双电源供电,而另一种则可以通用于单电源和双电源。
东方:按7楼说法是这样,但楼主要是穷追不舍的话,还是有的说。
XW:怎么办呢?
东方:要掌握两种运放的区别是什么?
周挺巧:单电源的运放可以用双电源供电,它们一样的道理。双电源的运放基本上不能用单电源供电。
XW:一样的道理,没有什么区别。
东方:道理一样,但结构不同。
XW14楼和22楼举了例子,一样不一样?
东方:都是单电源供电。
zkybuaa我对周斑竹的这个观点,是持怀疑态度的。我用过LM124,datasheet上写的是单电源供电的,

但也可以用来双电源供电。

东方:您哪里是怀疑?简直是“力挺”周斑竹呀!他也是主张用单电源LM124可以用双电源供电的!

XW:他怀疑的是后一句:“双电源的运放基本上不能用单电源供电。

zkybuaa别怪我咬文嚼字阿,

HolyFaith其实,我对周版主在7楼的观点,也是持怀疑态度的。

zkybuaa呵呵~本贴参与讨论的人,都对周斑竹7楼的话,产生了质疑。就等周斑竹来释疑了~

XW:没有!东方就不怀疑,东方你不能替周斑竹释疑?
东方:当然。“双电源的运放基本上不能用单电源供电。”是这样的。但有一个条件:别咬文嚼字阿,
XW:好的。周斑竹说“基本上”,起码是有这样的双电源供电的运放,不能用单电源供电,你也举一个例子行吗?

东方:太行啦!随手就来呀!



XW:这是“标准的”运放电路了,不能用单电源供电?

东方:是啊!

:
zhaocheng
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高级工程师
  • 2010-12-25 10:27:01
 
看了东方老师的帖子,我终于明白了OP07为什么要双电源供电。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 12:17:49
 
不明白为什么这个“标准”的运放不能用单电源供电,请教东方先生~
东方
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副总工程师
  • 2010-12-25 12:54:58
 
这个和OP07是一样的,不能用单电源供电。
XW:OP07的图我有


东方:请蓝天使往下看……
XW:往上图看吧?
东方:天使,从天上看下来的。这个图和“标准图”的输出是相似的。输出电压不能低于0.7V。所以在零点附近运放是失效的。
XW:那我不用零点附近,像受不了上的图一样,行不行?
东方:不涉及零点附近就行。
XW:那我也去顶受不了了图。
东方:行啊!
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 13:01:50
 
输出电压不能低于0.7V,这个就是输出对轨的问题呀?
如果你用双电源供点,输出电压不能低于-VEE+0.7V,
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 13:06:55
 
为了便于阅读的连贯性将我的192楼COPY :
这样来说吧~
运放本身用啥电源供电无所谓,只要VCC-VEE在规格范围内就OK 。
但是需要什么样的输出,决定了我们选择什么样的VCC,VEE 。
这个说法如何?
Coming.Lu
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  • 2010-12-25 10:24:15
 
受不了了,上图:

blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 12:19:11
 
俺挺这个图~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-25 12:52:10
 
这个图并不能说明问题。
11V在单电源供电和双电源供电的输出摆幅之内,当然这两种供电方式没啥区别。
帖子要讨论的是,同一个运放,采用两种供电方式,会对这个运放的性能有何影响?
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 13:04:49
 
这样来说吧~
运放本身用啥电源供电无所谓,只要VCC-VEE在规格范围内就OK 。
但是需要什么样的输出,决定了我们选择什么样的VCC,VEE 。
这个说法如何?
Coming.Lu
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  • 2010-12-25 13:57:50
 
只要你所需要的输入输出电压范围,在这个运放接入你的供电方式后的输入输出电压范围内,就没有影响。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-25 13:09:56
 
呵呵~
昨天在QQ上和陆工在QQ上,感受了他的“ 顶天立地”、“公管母管”理论。
陆工在这里可以再说说,普及一下。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 13:15:38
 
谈的啥呀,好好奇,陆工给我们说说吧~
Coming.Lu
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  • 2010-12-25 14:38:41
 
我的 歪理邪说,不登大雅的,还是不要拿出来献丑了。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-25 14:50:40
 
有些观点很“正统”怎么看都没有毛病,中庸的很。读了就象喝白开水~
有的观点很激进,“错误漏洞”很多,但读的就是有味道~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-27 09:47:34
 
公管:NPN管~
母管:PNP管。
顶天:达到正输入电平
立地:达到负输入电平
陆版的理论,就是将这四种情况组合。
比如什么情况下,可以顶天,什么情况下可以立地,什么情况下可以顶天但不可以立地。。。。。
情况比较多,兄台不妨分析一下~
Coming.Lu
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  • 2010-12-27 14:50:54
 
母管输入的,都不能顶天

公管在上面(发射极输出),母管在下面(发射极输出)做为输出极的,都有PN结捣乱,所以不能顶天立地。(358之类加了一个50uA恒流源,在灌电流小于50uA时可以立地)

母管在上,公管在下 输出的(Vce相对较小,不考虑),多可以顶天立地

双公管输出的,可立地不可顶天

双母管输出的,可顶天不可立地
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-27 14:57:09
 
看晕了,啥公的 母的,
看了公的还要抬头 看看公的是PNP还是NPN ?
画个图,一清二楚~
Coming.Lu
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  • 2010-12-27 15:25:13
 
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-27 15:31:45
 
赞,给你加分~
呵呵,给我们来个顶天立地的~
Coming.Lu
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  • 2010-12-27 16:05:48
 
顶天立地的太少,有些功放IC集电极输出的,算是顶天立地。
还有双公管输出带自举电路的功放IC也算顶天立地。
运放多是不能顶天立地的。

另外,比较器是集电极开路输出的,在电源加个上拉电阻的话,也算是能顶天立地。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-27 16:25:01
 
呵呵 ,运放OC 输出也只能算顶天而不能立地~
Coming.Lu
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  • 2010-12-27 17:12:23
 
三极管导通压降很小了,可以理解为立地。
fuliu6
  • fuliu6
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副总工程师
  • 2010-12-27 17:16:33
 
两位大哥讨论的像说相声似的,这样容易更好的理解
zkybuaa
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-27 17:23:42
 
母管在上,公管在下 输出的(Vce相对较小,不考虑),多可以顶天立地~
运放采用这种方式,不是就可以顶天立地了吗?
怎么说运放很少有顶天立地的输出呢?
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-27 18:35:31
 
目前没用过这样的运放,所以不知道有没有这样的运放。
功放模块倒是用过这样的。
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-27 20:26:40
 
提个问题:
在运放的输出结构中都是采用公+母搭配,
有没有公+公搭配(或者母+母搭配)?为什么?
另外:在门电路的输出里多用公+公搭配,这又是为什么?
Coming.Lu
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版主
  • 2010-12-27 20:45:57
 
运放里好像多是公母配对的。
大功率电路里就常见公公配对。原因可能是母管功率或耐压不够
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-27 20:52:46
 
老兄,这个“公母”名字取的很到位,非常形象且好记忆~
赞你~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-27 21:14:17
 
是啊,公管和母管的差别就是在发射极~
公管是“射”出来,母管是"射"进去~
blueskyy
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  • 2010-12-27 21:17:07
 
fuliu6
  • fuliu6
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副总工程师
  • 2010-12-27 21:21:18
 
高手们回答都这么人性化,浅俗易懂
wsh5106
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  • 2010-12-27 21:23:33
 
靠,直看到225楼才知道 公管与母管是这么定义出来的!楼主威武!!
Coming.Lu
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  • 2010-12-27 22:04:17
 
公管箭头向外,而且耐压高功率大,比较威猛
power-net
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本网技工
  • 2010-12-27 23:24:41
 
哇,这贴子这么长,这得学多长时间啊,慢慢学吧,这帖子好,谢谢楼主!我给你加精
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-29 17:09:49
 
陆工的公管母管理论,我找到出处了~
国半的一个应用笔记中,有这个说法的~
Coming.Lu
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  • 2010-12-29 18:20:13
 
看来,我的歪理邪说还是没错了。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-29 18:54:03
 
呵呵~
跟你的说法,还有点出入。
是英文的,容我消化消化,再传上来~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-29 20:24:08
 
尚有一事不明,双公管输出或者双母管输出,而Vce饱和压降一般都很小,可以忽略。
为何不可顶天立地?
Coming.Lu
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  • 2010-12-29 21:11:57
 
公管在上面,是不能完全导通的啊,没有高于电压电源的驱动电压。除非像功放电路那样自举。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-30 09:54:27
 
如果母管在上,公管在下,在公管的集电极输出,不就是可以顶天立地了吗?
笨小孩
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LV4
初级工程师
  • 2012-11-9 15:38:43
 
这是怎么算的,能给个具体的计算过程吗?谢谢。
nothisname
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LV2
本网技师
  • 2010-12-25 16:59:38
 
都不知道回谁了?这个问题讨论的真长!
我的理解,运放输入就是你有啥能力接活,你能把活干的咋样。
如果in/out的都是rr的呢,就是说干成啥样就干成啥样!
如果out的是rr的呢,就是你要把活给他,得看他能干成啥样,而不是说的是啥?
非rr的也类似,“观其言,观其行”
为什么弄得这么复杂呢?(也许自己看问题还很浅显)
玉兔昇
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高级工程师
  • 2010-12-29 18:33:23
 
这个帖子太好了!
看来,最初的运放是既不顶天也不立地的,只能用双电源供电。
后来发明了可以立地的运放,才能够用单电源供电。
当然,可以用单电源供电的肯定也是可以用双电源供电的。
那么到底有没有既顶天又立地的运放呢?
Coming.Lu
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  • 2010-12-29 18:47:19
 
输入能顶天立地的,应该没有吧。
greendot
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专家
  • 2010-12-29 20:18:17
 
双可以单、单可以双,对运放本身的性能哪里会有什么影响啊,影响的只是应用。
东方
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  • 2010-12-30 01:07:25
 
greendot双可以单、单可以双,对运放本身的性能哪里会有什么影响啊,影响的只是应用。

东方:按照玉兔昇的说法,单可以双,而双不可以单。

XW:这里的逻辑有问题呀!如果是甲是乙,那必然可以推知乙也是甲。

东方:应该看成乙包含甲,即所有运放都可以用双电源,而双电源运放中只有一部分可以用单电源。

XW:那另一部分就是不可以用单电源了,但如果用上单电源它会怎么样?

东方:它也不会坏,只不过是影响某些区间的精度哦!

Coming.Lu只要你所需要的输入输出电压范围,在这个运放接入你的供电方式后的输入输出电压范围内,就没有影响。

东方:那是自然。

XW:那还是“双可以单、单可以双

东方:主要是零点在不在输入输出电压范围内很重要。

玉兔升:如果零电平是几伏,恐怕就不能用单电源供电。

XW:哦!双电源供电肯定是包含零点,而单电源供电就不一定了,有的包含零点,就叫做“单电源运放”,而不包括零点的就只能叫做“双电源运放”。是不是这样?

东方:一般说不论哪种运放,用上单电源供电,要求完全包含零点都有困难,这就是需要“立地”,严格讲都做不到,只能是无限逼近零点。

XW:是不是就像绝对零度难以达到,但可无限接近那样?

东方:目前做的没有像温度那样靠近绝对零度,达到 (10E-9)K,运放如果达到(10E-3V量级就很满意了。

XW:越是接近零度,就越感到绝对零度不能到达。它总是个开区间。

东方:是啊!零点虽然也只是一点,却足以和其他所有点分庭抗礼。把能不能包含零点作为单电源运放的主要标志就是非常合理的了。

zkybuaa尚有一事不明,双公管输出或者双母管输出,而Vce饱和压降一般都很小,可以忽略。为何不可顶天立地?

Coming.Lu公管在上面,是不能完全导通的啊,没有高于电压电源的驱动电压。除非像功放电路那样自举。
东方:是这样的,这就相当于射随器,射极电压是不可能等于基极电压的。

XW:那单电源运放是怎样做到“立地”的?

东方:公管在下,基极电压很容易高于射极,在三极管深度饱和时,Uce就可以非常接近0V

玉兔升:那么到底有没有既顶天又立地的运放呢?

Coming.Lu能顶天立地的,应该没有吧。

东方:可能是没有这个需要吧。单电源只要立地即可,至于说是否顶天,咱不关心。双电源已经包含了零点,因此,对立地和顶天都不管了。

XW:有人关心呀!不就是Rail-to-rail吗?

东方:有人关心就有呀,不行你给他搭试一个便了。

XW:我能行吗?只能试试看了。


XW:把方框作为一个整体。就是一个Rail-to-rail运放。可以用双电源供电,也可以用正的单电源供电,还可以用正接地的负电源供电。

东方:这负的单电源供电倒是没见过。
blueskyy
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  • 2010-12-30 08:16:26
 
把方框作为一个整体。就是一个Rail-to-rail运放。
难道输出三极管Vce可以到 0???????
这样接的初衷是增强运放的电流驱动能力而已~
bridgnsl
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  • 2013-1-26 12:49:41
 
如果工作在饱和方式,Vce就可以接近于0。
其实造成不能RailtoRail输出的原因,就是限流电阻的存在,没有这个限流电阻,
]基本上做到railtorail输出都问题不太大。
上边的电路,的确可以做到输出railtorail。
fuliu6
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  • 2010-12-30 08:17:29
 
东方老师太给力了!
zkybuaa
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  • 2010-12-30 10:15:57
 
东方老师的回帖确实很给力~
这个输出级就是陆工所说的 母管在上,公管在下,忽略掉Vce的饱和压降,就是顶天立地了~
blueskyy
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  • 2010-12-30 10:19:48
 
关键是Vce的饱和压降能忽略吗?
要是能忽略,轨--对--轨就不是话题了~
Coming.Lu
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  • 2010-12-30 10:21:39
 
在这里暂时忽略吧,因为Vce可以很小,如果用MOS管,那Vds就更小了吧。
zkybuaa
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  • 2010-12-30 10:26:54
 
即使忽略Vce,很多情况下,轨对轨,还是个问题~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-30 10:28:29
 
能给出个例子么?
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-30 10:31:10
 
前面陆工已经说过了,双公管输出的时候,就无法顶天。
除非上管驱动自举~
blueskyy
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总工程师
  • 2010-12-30 10:38:39
 
如果不考虑Vce(Vce=0),双公管输出的时候,为啥就无法顶天?
在逻辑门里面,就是这个输出结构。
如果上公管的饱和压降vce=0 ,高电平就能到VCC 。
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-30 10:40:08
 
上管饱和的话,起码需要Vcc+0.7V的电压,这个电压超过了供电电压,从何而来?
blueskyy
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  • 2010-12-30 10:50:55
 
呵呵,这个0.7V就是Vce-sat呀。
现在不是在讨论它吗,如果前级别的Vce-sat也=0 ,输出级的Vb可以到达VCC了,
可以让上管饱和~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-30 10:54:15
 
BJT饱和的两个PN结:发射结和集电结都正偏的。
当输出是Vce-sat的时候,而sat一般都是小于一个PN结压降的,比如一个BJT的饱和压降可能是0.3V。
Coming.Lu
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  • 2010-12-30 10:19:57
 
是的,集电极输出就有机会输出顶天立地。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2010-12-30 16:28:46
 
谢谢东方先生的精彩回复!本以为找不到顶天立地的设计,想不到这么简单就实现了。因为我也曾经想到输出级母管在上公管在下,我把两个基极连在一起,加上一个电压,结果,上下两管都导通,等于是直通短路了。哈哈!让您见笑了。想请教您是怎样的思路?是不是靠灵机一动?谢谢!
zkybuaa
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  • 2010-12-30 17:03:16
 

输入立地,不可顶天~
zkybuaa
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  • 2010-12-30 17:04:32
 

左边输入立地不顶天,右边输入顶天不立地~
bridgnsl
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  • 2013-1-26 12:54:31
 
可以顶天立地的!
现在,已经有很多 railtorail 输出输入的运放了。


然而,事实上,的事实应该是,除了类似lm324之类的运放,都应该可以做到 顶天,但实际上几乎都不是这样。
就是说除了 立地 的运放,就都应该是 顶天 的。但事实有并非如此,why?
zkybuaa
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  • 2010-12-30 17:05:20
 

输入顶天又立地~
Coming.Lu
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  • 2010-12-30 17:31:21
 
输入顶天又立地,这个牛
zkybuaa
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  • 2010-12-30 17:33:02
 
还是陆工牛,自创的理论学说,国半还替你出了篇应用笔记~
Coming.Lu
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  • 2010-12-30 18:56:16
 
没有了,歪理邪说来的。
zkybuaa
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  • 2010-12-30 17:06:36
 

左边输出立地不顶天,右边输出不立地不顶天~
zkybuaa
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  • 2010-12-30 17:07:33
 

左边和右边输出,既顶天又立地~
zkybuaa
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副总工程师
  • 2010-12-30 17:19:59
 
陆工的“公管母管“、“顶天立地”说,权威出处~
国家半导体:单电源运放的轨对轨.pdf
东方
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LV8
副总工程师
  • 2010-12-31 05:35:32
 
首先感谢诸位的鼓励,东方这厢有礼了。
玉兔昇:是不是靠灵机一动?
东方:我也是受您的启发呀!您最早提出零电平的重要性。后来又有Coming.Lu先生的公
管母管和顶天立地理论,才有239楼的设计。
XW:这个设计blueskyy兄并不满意,还要努力呀!
Blueskyy把方框作为一个整体。就是一个Rail-to-rail运放。

难道输出三极管Vce可以到 0???????

这样接的初衷是增强运放的电流驱动能力而已~

东方:不知蓝天兄认为Vce达到什么量级才能算是Rail-to-rail运放?
XW:就是为零呀!一点不能含糊!

东方:是不是提出一个指标。0.01V行不行?

XW 不行不行!人家要的是严格为零!至少是0.0000001V

东方:为什么提出这个值?

XW:他说“输出三极管Vce可以到 0???????”一连打了7个问号,是不是表示

10-7V

东方:这么理解呀!不过这也不是什么难题,只要蓝天兄需要,一定可以达到。可以用内阻小的场效应管,比如1mΩ的,通过0.1mA电流,VDS

就是0.0000001V

XW:有这么小的MOS管吗?我只知道有2mΩ的。

东方:那好办,用两管并联即可。

XW:啊?有你这么干的吗?

东方:有!如果蓝天兄要达到0.00000001V(10-8V……

XW:我也知道了,你是不是就用20个并联?

东方:太对了!所以,他要怎样接近零点都可以达到。

XW:你烦不烦呀?

东方:不烦。东方只是纸上谈兵,说说而已。

XW:蓝天兄说你只是增强驱动能力而已。……玉兔兄要你提供思路,人家可是花了20点积分的!

东方:太不好意思了,怎么能要他破费?该讲的都讲了, 再要讲就只有“而已”而已了。
blueskyy
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  • 2010-12-31 08:24:13
 
呵呵,东方老师的评书是百看不厌呀~
有个小小的疑问:这样的rail-to-rail运放有带载能力吗?
如果只考虑顶天立地,不用考虑电流能力,完全不用并联这么多MOS 管
就是内阻大了,也没关系。V=I*R,有内阻,没有电流 它还能怎么着~
设计是为了应用,没有电流能力的rail-to-rail运放,可以干吗呢?
1.做比较器?即使做比较器这样高的电平对后级逻辑判决电路而言根本没意义,逻辑判决电路不需要这么高的电平~
2.想不出其他的用途~
玉兔昇
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  • 2010-12-31 18:42:56
 
东方先生的回帖使我受益匪浅!原来rail-to-rail是个逐渐逼近的过程。
在这之前,都要加一句:“忽略掉Vce的饱和压降,就是顶天立地了”,但是如果有人不买账,说:“不能忽略,”不是永远达不到rail-to-rail要求了吗?
东方在这里运用了极限的思路,只要你说出一个电压,我总可以找到办法使UOUT和天、地之差小于它!
这样就可以让rail-to-rail达到任意的精度!使人不得不叹服,rail-to-rail实际上已经做到了。
这一切都是在轻松愉快中进行的。感觉“古今多少事都付笑谈中”。
东方
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副总工程师
  • 2011-1-2 13:08:43
 
感谢玉兔昇的归纳,原来是极限思路啊!

XW:这个Rail-to-rail到底有没有用处呢?

东方:我接受了玉兔昇的观点,就是零点很重要,所以对单电源而言,就要立地。

Blue-sky这样的rail-to-rail运放有带载能力吗?
东方:这个问题问得好!运放必须有一定的拉电流和灌电流的能力,所谓“立地”,不仅是输出电平非常接近地电平,而且还要保持良好的线性关系。

XW:仅仅是达到零还不够。




东方:是的。如公管在上,母管在下的结构,公管截止时,输出也会为零。


XW:你不是说不能低于0.7V吗?

东方:那就是考虑到有可能需要灌电流,如果你要点亮一个发光二极管,就不可能了

XW:怎么不可能?不亮吗?

东方:不是不亮,而是OUTPUT不再是0V

XW;那是几伏呀?

东方:0.7V。而且从0V0.7V是非线性的。

XW:所以尽管有时也能到0V,还不是立地,是吗?……那么 ,你那个1mΩ的MOS管呢?

东方:它就不同啦!点亮LED,设电流是5mA,电压就是0.005V

XW:比0.7V是好多了,但毕竟还不是0V呀,能算是立地吗?

东方:要求更高是吗?这时就要用上玉兔昇极限了。如果你要求是0.001V,我只要多并联几组MOS管就行了。

XW:就像超级计算机,只要把CPU多并几组,速度就可以无限提高。中国天河一号,就这样登上世界之巅。

东方:他是上天,我们是立地。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2011-1-2 19:36:37
 
根据东方先生的逐渐逼近的极限理论,实际的要求不会无限提高,比如达到0.01V也就很好了。如果再要求提高到0.001V,受限制的还有失调电压呢。工程上的无穷大和无穷小都和数学上的概念不同吧。
zkybuaa
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  • 2011-1-4 18:10:00
 
点亮一个发光二极管,output为何是0.7V呢?
玉兔昇
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高级工程师
  • 2011-1-4 19:21:49
 
我想,是不是因为一个发光二极管的电流很小,输出管的发射极电阻上的压降可以忽略不计,但电流流过母管,即使基极接地,发射极和基极的压降也要有一个PN结的电压,约为0.7V。
主要是说明,要这个电压还接近于零是不可能的。
不知我的理解对不对?
Coming.Lu
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  • 2011-1-4 20:05:37
 
差不多就是这个意思了。
zhuxiaoxiao
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初级工程师
  • 2011-1-4 11:09:34
 
heiyang
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助理工程师
  • 2011-3-2 19:12:59
 
这个帖子很好,学习了很多非常感谢各位!
chenfoxlord
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LV3
助理工程师
  • 2011-12-21 13:37:59
 
我也学习了。好贴。收藏。
bridgnsl
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LV8
副总工程师
  • 2013-1-26 12:42:33
 
运放即可以双电源供电,也可以单电源供电!
双电源供电时,输入输出的参考电位是地,而地电位就是正负电源的中间电位,这样输入输出可以得到最大程度的摆动幅度。
如果单电源,两个方法,一个就是类似三极管放大电路的 通交割直 提供Vcc/2的 地电位。
还有一种是通常人们都没认识到的。其实按运放的datasheet,都提供共模输入范围,这就是输入电压的范围,例如负电源电压+1.5,最大正电源电压-1.5等的。
所有的运放都可以单电源供电,只要对地的输入电压在共模范围内就可以了。像lm324之类的运放,输入最小可以是地。如果用LF353,一般都是双电源供电,但依然可以单电源供电,只要输入电压在共模范围内即可。
输出电压的范围,跟输出的负载有关,一般运放也就不超过几十mA。


只要有电源,运放就可以工作。单电源和双电源,本质上没有任何区别!
cx123
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高级工程师
  • 2013-3-4 15:45:06
  • 倒数10
 
haonange_sw
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初级工程师
  • 2015-12-4 11:10:36
  • 倒数9
 
顶起来,大家继续讨论啊
Coming.Lu
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  • 2015-12-4 11:12:47
  • 倒数8
 
上面都讨论那么多了。
gxg1122
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LV8
副总工程师
  • 2015-12-5 10:29:56
  • 倒数4
 
分析的不错。     
mei8023
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LV6
高级工程师
  • 2015-12-5 10:33:36
  • 倒数3
 
本质一样,就看实际的应用情况怎么样,单电源+零电压电源就是双电源
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2022-1-8 15:50:22
  • 倒数2
 
讨论的都是rr问题。
别的影响呢?offset?SR?等的影响呢?
huzhongmoshui
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LV6
高级工程师
最新回复
  • 2022-1-9 23:38:14
  • 倒数1
 
对于运放本身而言,它根本感知不到当前运行是处于单电源供电还是双电源供电。两者而言,我觉得要注意最大共模输入范围,还有输出电压摆率。尤其是针对不是轨到轨的。
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