Verwenden eines Operationsverstärkers in einem batteriebetriebenen Stromkreis

Ich möchte in einem kleinen Projekt, an dem ich arbeite, eine einfache, nicht invertierende Verstärkerschaltung verwenden. Das Projekt ist batteriebetrieben, daher ist die einzige Spannung, auf die ich Zugriff habe, 3,3 V. Meine Frage ist: Wie soll ich die Spannung für die -ve Schiene bekommen? Natürlich kann ich einen DC-DC-Wandler hinzufügen, aber ich bin mir sicher, dass dies bereits ein gelöstes Problem ist, also dachte ich mir, ich würde zuerst fragen.

Vielen Dank!

batteries operational-amplifier

— Jeremy
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Benötigen Sie eine negative Spannung? Könntest du nicht einfach die 0V für das manipulieren, was du brauchst, mit einem Nicht-Tor?

— Dean

@ Dean, wie benutzt man ein Nicht-Gate, um 0V zu manipulieren? (Ich nehme an, eine Ladungspumpe könnte eine Option sein, aber es gibt einfachere Möglichkeiten, das Problem zu lösen.)

— Thomas O

Antworten:

In der modernen batteriebetriebenen Audioelektronik ist es üblich, Audio mit +/- Versorgungsschienen nicht auf "echten" Boden zu beziehen. Stattdessen erstellen Sie eine Audio-Referenz auf halbem Weg zwischen Masse und Spannungsschiene (häufig mit einem Widerstandspaar und einem Puffer). Dann ordnen Sie Ihr Audiosignal so an, dass es zu beiden Seiten dieser Mittelschienenreferenz schwingt - man hat in der Regel ziemlich viele Reihenkopplungskondensatoren, mit denen Sie den Gleichstrompunkt des Signals verschieben können.

Alternativ, wenn Sie das nicht mögen (und es gibt Gründe, dies nicht zu tun - kann es schmerzhaft sein, die Referenz leise und steif genug zu machen, ebenso wie die Serienkappen, und bei 3v3 haben Sie ziemlich wenig Headroom, wenn Sie es einmal getan haben halbieren), dann kann eine -ve-Schiene mit einem Ladepumpengerät wie einem MAX660 hergestellt werden (es gibt viele andere Quellen für im Grunde das gleiche Teil) - das ist viel einfacher als ein vollwertiger DC-DC-Wandler .

Sie müssen die Vorspannung für einen invertierenden Verstärker nicht puffern. Sie schließen es nur an den nicht invertierenden Eingang an, der eine hohe Eingangsimpedanz aufweist. Was Sie brauchen, ist viel Kapazität zwischen der Vorspannung und der Audiomasse, um jegliches Stromversorgungsrauschen zu beseitigen.

— Endolith

@endolith, das gilt nicht für nichtinvertierende Verstärker.

— Thomas O

@ Thomas Oh, ich habe die Frage falsch verstanden. Tun Sie dies für nicht invertierende Einzelversorgung: analog.com/library/analogDialogue/archives/35-02/avoiding/…

— Endolith

Achten Sie darauf, wie nahe Sie an der Schiene ausgeben können.

— Kellenjb

Will ist richtig, aber wenn dieses Projekt kein Audio ist oder einfach keine positiven und negativen Spannungen benötigt, müssen Sie nur einen Operationsverstärker verwenden, der mit unsymmetrischen Versorgungen wie (zieht zufälligen Operationsverstärker) arbeiten kann aus digikey) LT1494IN8. Sie verbinden einfach -ve mit Masse und + ve mit Ihrer Schiene und Sie sind gut. Sie sind natürlich auf Ihren Spannungsbereich für die Ausgabe beschränkt (0-12 V oder was auch immer Ihre Batterie ist). Wenn Sie also Audio verwenden, müssen Sie das tun, was Will sagt, aber wenn Sie nur etwas verstärken möchten, können Sie dies verwenden.

Ich bin sicher, dass dies eine typische Frage ist. Als ich in der Schule war, haben sie nie zugelassen, dass es Single-Supply-Operationsverstärker gibt. Wir haben immer +/- 15V verwendet und ich habe immer gedacht, dass dies der einzige Weg ist, Operationsverstärker zu verwenden. Aber positive und negative Vorräte sind in der realen Welt so ungewöhnlich, dass es sich lohnt, etwas über diese Dinge zu lernen.

— AngryEE
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Wenn Sie Spannungen zwischen der positiven und der negativen Schiene verwenden, benötigen Sie keinen speziellen Operationsverstärker, um mit unsymmetrischen Versorgungen zu arbeiten. Die Single-Supply-Operationsverstärker werden so genannt, weil ihr Gleichtaktbereich die negative Versorgung umfasst. Überprüfen Sie auf jeden Fall die minimale Betriebsspannung sorgfältig!

— Markrages

Um mit unsymmetrischen Versorgungen arbeiten zu können, benötigen Sie einen Rail-to-Rail-Operationsverstärker. In der Regel ist es hilfreich, das Datenblatt zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie mit einer einzigen Versorgung betrieben werden. Ich habe beides auf mehreren Datenblättern gesehen, daher ist es keine seltsame Sache und scheint ziemlich normal zu sein.

— AngryEE

Sie haben zwei leicht falsche Aussagen gemacht. (1) Sie benötigen keinen Rail-to-Rail-Verstärker für unsymmetrische Versorgung, obwohl Sie mit nur 3,3 V wahrscheinlich einen Rail-to-Rail-Ein- und Ausgang nützlich finden. (2) Da für einen Operationsverstärker keine doppelte Versorgung erforderlich ist, ist es nicht erforderlich, im Datenblatt nach dem Ausdruck "funktioniert mit einfacher Versorgung" zu suchen. (Ich denke, der Ausdruck wurde geprägt, als die ersten Verstärker eingeführt wurden, die die negative Schiene im Gleichtakt-Eingangsbereich enthielten.) Sehen Sie sich stattdessen das Datenblatt für den Gleichtaktbereich und den Ausgangsschwung an, um zu entscheiden, ob er funktioniert Ihre Versorgung.

— Markrages