在設(shè)計(jì)放大器電路時(shí)，工程師們常常會(huì)遇到一些看似簡(jiǎn)單卻容易出錯(cuò)的問(wèn)題，比如未能正確地對(duì)單電源運(yùn)算放大器電路進(jìn)行去耦。這種疏忽可能導(dǎo)致電路性能下降，特別是電源抑制比（PSR）變差。運(yùn)算放大器代理商-中芯巨能為您介紹單電源放大器電路的正確去耦方法。

單電源運(yùn)算放大器的基本要求

單電源運(yùn)算放大器電路的一個(gè)關(guān)鍵特性是需要對(duì)輸入共模電平進(jìn)行偏置，以便能夠處理正負(fù)擺動(dòng)的交流信號(hào)。通常的做法是通過(guò)電阻分壓供電電源來(lái)提供VS/2的偏置電壓。然而，如果去耦處理不當(dāng)，電源抑制能力將受到影響。常見(jiàn)的錯(cuò)誤做法是使用100 kΩ/100 kΩ分壓電路并配合一個(gè)0.1 μF旁路電容來(lái)提供VS/2偏置。這種方法的問(wèn)題在于其極點(diǎn)頻率僅為32 Hz，無(wú)法為高頻噪聲提供足夠的濾波效果。

常見(jiàn)但錯(cuò)誤的方法及其局限性

一種常見(jiàn)的錯(cuò)誤做法是采用100 kΩ/100 kΩ分壓電路和一個(gè)0.1 μF旁路電容來(lái)提供VS/2偏置電壓。這種配置的主要問(wèn)題是其極點(diǎn)頻率僅為32 Hz，這意味著它只能有效濾除非常低頻的噪聲。對(duì)于大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中的高頻干擾，這種簡(jiǎn)單的去耦方案顯然不足，從而導(dǎo)致電源抑制能力顯著降低。

正確的去耦方法

為了確保在不穩(wěn)定環(huán)境下也能獲得最佳性能，圖1和圖2分別展示了如何實(shí)現(xiàn)同相和反相放大器電路的正確去耦偏置電路。

圖1：同相放大器電路的正確去耦方法

plaintext深色版本Midband Gain = 1 + R2/R1

在圖1中，同相放大器電路通過(guò)一個(gè)合適的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)提供VS/2偏置電壓，并且該分壓網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一個(gè)大容量電解電容（如10 μF）與地相連，以確保低頻噪聲得到有效濾除。此外，還應(yīng)并聯(lián)一個(gè)小容量陶瓷電容（如0.1 μF），用于高頻噪聲的濾波。這種組合可以顯著提高電源抑制比，特別是在高頻段。

圖2：反相放大器電路的正確去耦方法

plaintext深色版本Midband Gain = –R2/R1

圖2展示了反相放大器電路的正確去耦方法。同樣地，這里也采用了電阻分壓網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供VS/2偏置電壓，并通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娙葸M(jìn)行去耦。需要注意的是，在反相放大器中，反饋回路使得反相輸入端獲得與同相輸入端相同的偏置電壓，從而保證了輸出端的直流偏置電壓一致。耦合電容C1的選擇應(yīng)與帶寬需求相匹配，以確保低頻增益適當(dāng)滾降。

實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

無(wú)論是同相還是反相放大器電路，正確的去耦方法不僅涉及選擇合適的電阻值，還需要考慮電容的選擇和布局。具體來(lái)說(shuō)：

電容選擇：應(yīng)根據(jù)所需的低頻和高頻濾波需求選擇不同類型的電容。通常建議使用大容量電解電容（如10 μF）與小容量陶瓷電容（如0.1 μF）并聯(lián)。

布局優(yōu)化：盡量縮短電容與放大器之間的引線長(zhǎng)度，減少寄生電感的影響。良好的PCB布局設(shè)計(jì)對(duì)于保持電路的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

在設(shè)計(jì)單電源運(yùn)算放大器電路時(shí)，正確地進(jìn)行去耦處理是確保電路性能的關(guān)鍵步驟之一。通過(guò)合理選擇電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和去耦電容，并注意布局細(xì)節(jié)，可以有效提升電源抑制比，確保電路在各種工作條件下都能穩(wěn)定運(yùn)行。希望本文提供的指導(dǎo)能幫助工程師們避免常見(jiàn)的設(shè)計(jì)陷阱，設(shè)計(jì)出更加可靠和高效的放大器電路。無(wú)論是在工業(yè)控制、通信系統(tǒng)還是消費(fèi)電子領(lǐng)域，掌握這些基本原理都將為您的項(xiàng)目帶來(lái)顯著的好處。