Comment convertir un circuit d'alimentation double en un circuit d'alimentation unique
1.1 Alimentation et alimentation unique
Tous les amplificateurs opérationnels ont deux broches d'alimentation, généralement étiquetées VCC+ et VCC - dans la documentation, mais parfois leurs étiquettes sont VCC+ et GND. En effet, certains auteurs de manuels de données tentent de différencier cette différence d'étiquetage entre les amplificateurs opérationnels à puissance unique et les amplificateurs opérationnels à double puissance. Cependant, cela ne signifie pas qu'ils doivent l'utiliser de cette façon : ils peuvent être capables de travailler à d'autres tensions. Lorsque l'amplificateur opérationnel n'est pas alimenté par la tension par défaut, il est nécessaire de se référer au manuel de données de l'amplificateur opérationnel, en particulier aux instructions de tension d'alimentation maximale absolue et d'oscillation de tension.
La grande majorité des concepteurs de circuits analogiques savent comment utiliser des amplificateurs opérationnels dans des conditions de tension d'alimentation double, comme dans le circuit de gauche de la figure 1, où une alimentation double se compose d'une alimentation positive et d'une alimentation négative de tension égale. Généralement, il s'agit de 15 V positif ou négatif, de 12 V positif ou négatif et de 5 V positif ou négatif, qui sont également couramment utilisés. La tension d'entrée et la tension de sortie sont toutes deux données par la masse de référence, y compris l'amplitude d'oscillation maximale Vom des tensions positives et négatives et l'amplitude d'oscillation de sortie maximale.
La broche d'alimentation de l'amplificateur opérationnel dans un seul circuit d'alimentation est connectée à une source d'alimentation positive et à la masse. Connectez la broche d'alimentation positive à VCC+, ou connectez la terre ou la broche VCC - à GND. Divisez la tension positive en deux et connectez-la comme masse virtuelle à la broche d'entrée de l'amplificateur opérationnel. A ce moment, la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel est également la tension de masse virtuelle. La tension de sortie de l'amplificateur opérationnel est centrée autour de la masse virtuelle et l'amplitude est dans Vom. Certains nouveaux amplificateurs opérationnels ont deux tensions de sortie maximales et des tensions de sortie minimales différentes. Le manuel de données de ce type d'amplificateur opérationnel précisera spécifiquement Voh et Vol. Il convient de noter que de nombreux concepteurs utilisent occasionnellement la masse virtuelle pour faire référence aux tensions d'entrée et de sortie. Cependant, dans la plupart des applications, l'entrée et la sortie sont basées sur la masse de la source d'alimentation de référence. Les concepteurs doivent donc ajouter des condensateurs d'isolation CC aux points d'entrée et de sortie pour isoler la tension CC entre la terre virtuelle et la terre.
Habituellement, la tension fournie par une seule source d'alimentation est de 5 V et l'oscillation de tension de sortie de l'amplificateur opérationnel sera inférieure. De plus, la tension d'alimentation actuelle de l'amplificateur opérationnel peut également être de 3 V ou même inférieure. Pour cette raison, les amplificateurs opérationnels utilisés dans les circuits d'alimentation uniques sont pour la plupart des amplificateurs opérationnels Rail To Rail, ce qui élimine la perte de plage dynamique. Il convient de noter que l'entrée et la sortie peuvent ne pas être capables de résister à la tension Rail To Rail. Bien que l'appareil soit spécifié comme Rail to Rail, si la sortie ou l'entrée de l'amplificateur opérationnel ne prend pas en charge Rail to Rail, une tension proche de la limite de tension d'entrée ou de sortie peut dégrader la fonctionnalité de l'amplificateur opérationnel. Par conséquent, il est nécessaire de se référer attentivement au manuel de données pour s'assurer que les entrées et les sorties sont Rail to Rail. Il incombe au concepteur de s'assurer que la fonctionnalité du système ne se dégrade pas.
