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放大器裕量是否束缚了您的手脚？
非常见问题解答
问：采用单电源供电时，我的
运算放大器输出高度失真。这
可能是因为某种裕量问题导致
的吗？
答：裕量 (headroom) 肯定是
输出失真的众多原因之一。有些
人可能还不熟悉裕量的概念，它用
于衡量放大器的输入和输出摆幅接近
供电轨的程度。您可能还听说过“下裕
量”(footroom) 这一术语，它是指与负电源
的差距，但“裕量”通用于两个供电轨。因
此，对于裕量为 ±0.8 V 的放大器，其摆幅可
以达到电源的 0.8 V 范围内。
幸好，根据数据手册的技术规格或性能曲线，
就可以迅速确定放大器的裕量要求。输入裕量
指输入共模电压范围 (ICMVR) 与电源电压的差
异。输出裕量指输出电压摆幅与电源电压的差
异。超过 ICMVR 或者要求放大器的输出高于
额定输出摆幅，当然会使输出信号失真。
采用单电源供电则使问题进一步复杂化。几
乎所有放大器都能采用单电源供电。放大器
不在乎所用电源是 10 V 单电源还是 ±5 V 双电
源，它只看到电源引脚上有 10 V 电压。然而，
输入端则不同。采用对称双极性电源时，中
间电源电压为 0；采用单电源时，中间电源电
压为电源电压的一半。
对于参考地的信号，最好使用双极性电源，
因为二者均参考地（中间电源电压）。在单
电源应用中，输入信号必须偏置以匹配中间
电源电压，才能实现放大器裕量最大、功耗
最低。这可以在信号源或者放大器输入端实
现。如果是放大器输入端，可能需要交流耦
合，并且必须建立新的中间电源偏置电压，
使电路更加复杂。
解决此问题的另一个办法是使用“真”单电
源放大器。这些放大器的 ICMVR 包括负供电
轨，有助于缓解 ICMVR 问题。还有一个办法
是使用轨到轨放大器，其输入和输出摆幅可
以达到供电轨的数毫伏范围内。


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