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AN682 嵌入式系统中使用单电源运算放大器 作者： Bonnie Baker 基本运放电路 Microchip Technology Inc. 运算放大器是基本的模拟单元，类似数字电路中的门电 路。在设计中使用运算放大器，电路可以像数字电路中 简介 的“反相器”、“与门”和“或门”这类基本功能一样 改变输入信号。在这部分中，将讨论一些基本的功能单 除了晶体管外，运算放大器可以算是模拟应用中最基本 元，如电压跟随器、同相放大器和反相放大器电路。接 的功能单元。一些基本的功能，例如增益放大、负载隔 下来会介绍电源分路器、差分放大器、加法器和电流 / 离、信号反相、电平位移和信号的加/ 减均可以很容易 电压转换器。 地利用这种功能单元来实现。也可以实现更为复杂的电 电压跟随放大器 路，如仪表放大器、电流到电压转换器和滤波器，甚至 更多。不管运放电路的复杂程度如何，理解这些基本功 以最基本的运放电路开始介绍吧。缓冲放大器（图 1 所 能单元的工作原理和特性可以省掉相当多的前期设计时 示）用于驱动重的负载、解决阻抗匹配问题或将大功率 间。 电路与灵敏度高的精密电路隔离。 关于这方面内容的正式课程能够加深理解，同时也是很 有裨益。然而很多时候，这些课程往往缺少经验和常识 VDD 的介绍。例如，使用运放进行设计的常见错误是忘记在 电路中使用旁路电容。运放理论通常会忽视这个实践方 面的细节。但如果缺失旁路电容，运放电路会以一个频 2 7 * 率振荡，然而理论却不关心这一点。如果采用课本上的 V 方案，这个问题就很难解决了。 OUT MCP601 V 6 本应用笔记分成三部分。第一部分列出基本的运放应用 IN 3 4 和设计公式。在选择时要考虑这些运放电路是否可以集 成到嵌入式系统中。 第二部分使用这些基本电路来设计可完成嵌入式控制应 VOUT = VIN 用中的放大功能的电路。 *1µF 的旁路电容 第三部分指出单电源运放电路设计中最常犯的错误。列 在这里的一些错误，是行业中很多设计者多年电路调试 图 1 ：缓冲放大器，也称为电压跟随器。 经验的总结。如果采用本应用笔记中列出的清单，则可 图 1 所示的缓冲放大器可以用任意单电源，单位增益稳 方便地避免这些最常犯的错误。 态放大器实现。在这个电路以及其他所有的运放电路 中，必须采用一个旁路电容来旁路运放。对于工作带宽