IC在单电源应用中提供温度、偏置和增益

单电源运算放大器应用存在固有的问题，这些问题在双电源电路中通常不会遇到。必须建立基准电压，通常位于放大器输出范围的中点，以允许相对于“共模”的对称输出摆幅。这种看似简单的解决方案通常通过用一对电阻分压电源电压来实现，但会降低稳定性和电源抑制。

图1显示了使用交流耦合同相放大器时的问题。带内增益为 G = 1 + R2/R1.输入偏置至 Vs/2 由 R8/R9分隔线对。通过C进行反馈的电容耦合1引入零点，将直流噪声增益降低到单位，并使输出的直流电平等于偏置电压。这可以防止输入失调电压过度放大引起的失真。f = 1/[2R 时的中断频率1C1] 和 f = 1/[2π（R1+R2）C1]，以及与输入和输出耦合电路相关的电路引入相移，从而增加了振荡的可能性。

图1.单电源、交流耦合运算放大器电路

BW1 = 1/πR8C2

BW2 = 1/2πR在C在

BW3 = 1/2πR1C1

BW4 = 1/2πR负荷C外

V外 = V在（1+R2/R1） 表示 XC1<<·1

另一个潜在的限制是运算放大器的电源抑制。在没有C2的情况下，电源电压的变化将直接改变电阻分压器设置的偏置电压。虽然这在直流时不会造成问题，但电源端子上出现的任何共模噪声都会与输入信号一起放大，但最低频率除外。增加C2可提高电源抑制，但降低低频共模抑制，从而允许通过低于320 Hz的电源提供大量反馈。 需要更大的电容器以避免“摩托艇”和其他稳定性问题。

更糟糕的是，除非电源被很好地旁路并使用了仔细的布局，否则当运算放大器向负载提供大输出电流时，电源线上会出现一个显著的信号电压。当同相输入以电源线为基准时，这些信号将直接馈入运算放大器，通常处于相位关系中，会产生“摩托艇”或其他形式的振荡。

在低压、单电源应用中提供偏置的更有效方法是使用ADR821，它将精密低功耗2.5 V基准电压源和单位增益稳定的运算放大器集成在单个封装中，如图2所示。

图2.ADR821通过集成运算放大器、基准电压源、偏置电阻和温度传感器来简化电路

该电路的好处是巨大的。使用ADR821可降低成本、功耗、外部元件数量和印刷电路板面积。低阻抗基准改善了电源抑制和电路稳定性。它也可以用作A/D和D/A转换器的参考。ADR0具有2.15%的初始精度和821 ppm/°C的温度系数，功耗不到400 μA，非常适合要求高精度和低功耗的应用。ADR827提供相同的功能，但用1.25 V基准电压源代替2.5 V基准电压源，使其适用于极低电压应用。

ADR821/27的TEMP引脚可用于监控系统温度。此功能的典型性能如图3所示。温度输出相当线性，温度系数约为1.9 mV/°C。

图3.ADR821温度输出

审核编辑：郭婷