第一個運算放大器(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稱，具有正極性和負極性。由于大多數(shù)電源使用變壓器來轉換 120 V 市電，因此一個簡單的中心抽頭次級繞組可以輕松接入負電源。

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

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

即使是最低閾值 MOS 技術也無法生成真正的軌到軌信號，雙極技術的基極到發(fā)射極電壓 (Vbe) 與硅 PN 結通常相關的 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)建一個擺動接近地的信號，或者更困難的是，以地為參考，負電源是必要的。

幸運的是，產(chǎn)生負電源非常便宜，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 個外部無源元件即可產(chǎn)生負電源。

LMH6554是一款差分放大器，專為單電源和雙電源配置而設計。使用現(xiàn)有的 3.3V 電源 LMR70503，可以將其轉換為 +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。這個范圍足以驅動大多數(shù)模數(shù)轉換器和許多以地為參考的信號，例如復合視頻。其他電源電壓組合(如 +4 V 和 -1 V)對于 ADC(如下所示 的ADC081500)來說是理想的。

隨著開關電源的出現(xiàn)，即使在設計電池供電設備時，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高系統(tǒng)設計中指定負電源。

觀點

這是一個非常好的觀點，寫得很好。我有點厭倦了迎合幾乎所有東西的單一供應人群，但是，單一供電芯片設計人員在嘗試解決這項技術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。輸入級的低功率變速泵解決了這個問題。輸出仍然是一個挑戰(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軌行為的重要性的概念。當我們前往放大器的輸出軌時，限制是朝向軌，不在整個輸出范圍內。使用隨后的 12 位轉換器，在軌上損失 5 mV 是損失 4 個代碼(假設 5V 提供 5V {或 2.5V} ADC 參考)。因此，轉換器沒有 4096 個可用位，而是只有 4092 個可用位。對我們的動態(tài)范圍的影響為 0.00977%。我想這是一個宜居的錯誤。

單電源運算放大器很好地覆蓋了輸入軌到軌。輸出的好點，但是我們的分析對于壓降非?？犊?，這取決于我們談論的負載類型(和類別)當然并假設一個階段，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，可以防止代碼丟失。另一方面，反駁的論點是“電荷泵很吵”，當然可以，但是噪聲有多大(對于整個系統(tǒng))，如果我們正在進行單電源設計，那么它 s 可能會降低功率嗎?那么，功率降低不是意味著更高的噪聲容忍度嗎?