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硬件设计 · 运放 · 单电源偏置
双电源运放改成单电源，为何要加中点偏置？
负电源去掉后，交流信号需要新的上下摆动空间
图 1 双电源运放让信号围绕0V摆动
双电源电路让信号围绕0V上下摆动。改成单电源后，0V已经是供电下限，负半周没有空间。中点偏置就是先把信号抬到电源中间附近，让它还能向上、向下变化。
把运放的负电源脚从负电压改接GND，电路可以上电，输出却贴在地附近，或只剩上半边。放大倍数没改，问题出在信号的站位。
这篇只讲一个动作：为什么改单电源时，输入和反馈参考点要一起搬到中点偏置。
双电源时，0V正好在信号中间例如运放使用正、负电源，0V离上下电源轨都有距离。交流信号围绕0V变化，正半周和负半周都有位置。
改成0V到VCC供电后，0V变成了最低电位。信号若还围绕0V摆动，负半周就会撞到供电边界。
中点偏置给交流信号腾出两边空间
图 2 单电源电路把输入参考点移到半电源附近
两只电阻可以先分出一个中点电压，常写成VBIAS。它相当于新的信号地：没有交流输入时，运放输入和输出先停在这里。
交流信号再叠加到VBIAS上，便能在单电源范围内向上、向下摆动。
输入、反馈和后级要认同同一个参考点· 输入端：耦合后的信号要被拉到VBIAS。
· 反馈端：反馈网络的参考端也要回到VBIAS。
· 后级：若后级仍以GND为参考，要决定是否隔直或重新偏置。
图 3 分压、旁路和缓冲可以降低VBIAS的交流阻抗
如果VBIAS只靠很大的分压电阻，反馈电流或负载电流可能把它拉动。旁路电容可以让这个点在交流上更稳，负载较重时还可能需要缓冲。
最后只核对两道器件边界1. 查输入共模范围，确认VBIAS加上信号峰值后仍在允许区间。
2. 查输出摆幅，确认输出不会碰到上、下电源轨。
图 4 单电源偏置电路可用仿真或实测检查输出
先把工作点放对，再计算放大倍数双电源改单电源，本质是给信号换一个直流站位。中点偏置确定后，再检查共模范围和输出摆幅。
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