單電源運放可以用雙電源供電嗎？雙電源運放可以用單電源供電嗎？

Part 01、前言

按照電源類型對運算放大器進(jìn)行分類，運算放大器主要分為兩種：單電源供電型和雙電源供電型。在單電源供電運算放大器中，VCC相對GND呈正電位。而對于雙電源供電的運算放大器，VCC相對GND為正，VEE相對GND則為負(fù)。

最近遇到一個有趣的問題是，單電源運放能用雙電源供電嗎？雙電源運放能用單電源供電嗎？

Part 02、問題解析

其實這個問題本身就有問題，比如下圖，我們打開一個單電源運放的規(guī)格書，這個運放的名字就是Single Supply Dual Operational Amplifiers，也就是單電源供電的雙運放，并且下面有寫運放的供電電壓是3-32V。

但是把規(guī)格書再往下拉就發(fā)現(xiàn)不對勁了，電源電壓分成了Single Supply 和Split Supplies，也就是分成了單電源（VCC最大32V）和雙電源（VCC和VEE的壓差不得超過32V，也就是如果VEE是-16V，VCC最大就是+16V），這怎么跟上面截圖里不一樣了，難道是掛羊頭賣狗肉？

這就牽涉到一個問題，運放有腦子嗎？它怎么會知道自己是單電源供電還是雙電源供電呢？顯然它沒有腦子，它并不清楚自己外面接的是單電源還是雙電源供電。

所以別被規(guī)格書給忽悠了，雖然在一些數(shù)據(jù)手冊中，運放的兩個供電引腳標(biāo)識為VCC和VEE（雙電源），而有些則標(biāo)為VCC和GND（單電源）。這種標(biāo)識差異只是不同廠家表達(dá)方式不同而已，但并不意味著運放只能按這種方式供電。

我們只要確認(rèn)運放兩個電源引腳之間的壓差在數(shù)據(jù)手冊定義的絕對最大供電電壓范圍之內(nèi)就行，比如下面的32V。

Part 03、單電源供電和雙電源供電影響了什么？

1.信號偏置與參考電平

單電源供電輸入信號有時候需要加上一個直流偏置，也就是即虛地，使信號能夠在正電源和地之間正確擺動。否則，直接耦合的交流信號可能會因為無法產(chǎn)生負(fù)電壓而失真。雙電源供電輸入和輸出信號一般以0V為中心對稱擺動，無需額外的偏置電路，這使得處理低電平或純交流信號更加自然和方便。

2.輸出擺幅

單電源供電輸出電壓范圍受到供電電壓的限制，通常不能接近地也就是0V，除非使用Rail-To-Rail運放，也就是軌至軌運放。這就限制了輸出的動態(tài)范圍和信號幅度。而雙電源供電的輸出電壓可以在正負(fù)電源之間對稱擺動，通常能獲得更大的動態(tài)范圍和更好的線性區(qū)。

3.輸入共模電壓范圍

單電源供電運放的輸入共模范圍必須與偏置電壓配合好，很多單電源運放設(shè)計時會將輸入共模范圍設(shè)置為接近地和正電源，注意不要超了。雙電源供電的輸入共模范圍通常設(shè)計為對稱分布在正負(fù)電壓之間，能夠更寬松地接受雙極性信號。當(dāng)然有些單電源供電的運放輸入電壓范圍上下限不同，如果用雙電源供電也需要注意不要超了。

4.邏輯電平轉(zhuǎn)換

有些運放可能會帶有使能腳，使能腳如果用MCU IO使能的話，此時用雙電源給運放供電的話，會有邏輯電平轉(zhuǎn)換的問題。

有問題歡迎在評論區(qū)留言交流哦！