设计目标

设计说明

此电路可放大交流信号，并可对输出信号进行相移以使其集中于电源电压信号的二分之一处。注意，输入信号具有零直流偏移，因此它在地电位上下摆动。此电路的主要优点在于其支持摆动到地电位以下的信号 - 即使放大器没有负电源。

设计说明

1. V_inp 处的电压决定输入共模电压。
2. R₂ 和 R₃ 负载交流频率的输入信号。
3. 通过使用低反馈电阻实现低噪声。
4. 根据线性输出摆幅设置输出范围（请参阅运算放大器的 A_ol 规格）。
5. 该电路具有两个真实的电极，它们决定高通滤波器的 –3dB 频率。将它们都设置为 f_L/1.557，从而在截止频率下限 (f_L) 上得到 –3dB。

设计步骤

1. 选择 R₁ 和 R₄ 来设置交流电压增益。
   ${\mathrm{R}}_1=\mathrm{}1 \mathrm{k\Omega }\text{ (Standard Value) }$
   ${\mathrm{R}}_4={\mathrm{R}}_1\times \left({\mathrm{G}}_{\mathrm{ac}}-1\right)=1 \mathrm{k\Omega }\times \left(10\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{V}}-1\right)=9\mathrm{k\Omega }\text{ (Standard Value) }$
2. 选择 R₂ 和 R₃ 来将直流输出电压 (V_DC) 设置为 2.5V 或电源电压的一半。
   ${\mathrm{R}}_3=\mathrm{}4.99\mathrm{k\Omega }\text{ (Standard Value) }$
   ${\mathrm{R}}_2=\frac{{\mathrm{R}}_3\times {\mathrm{V}}_{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{V}}_{\mathrm{DC}}}-{\mathrm{R}}_3=\frac{4.99\mathrm{k\Omega }\times 5\mathrm{V}}{2.5\mathrm{V}}-4.99\mathrm{k\Omega }=4.99\mathrm{k\Omega }$
3. 基于 f_L 和 R₁ 选择 C₁。
   ${\mathrm{f}}_{\mathrm{L}}=16\mathrm{Hz}$
   ${\mathrm{C}}_1=\frac{1}{2\times \mathrm{\pi }\times {\mathrm{R}}_1\times \left(\frac{{\mathrm{f}}_{\mathrm{L}}}{1.557}\right)}=\frac{1}{2\times \mathrm{\pi }\times 1 \mathrm{k\Omega }\times 10.3\mathrm{Hz}}=15.5\mathrm{\mu F}\approx 15\mathrm{\mu F}\text{ (Standard Value)}$
4. 基于 f_L、R₂ 和 R₃ 选择 C₂。
   ${\mathrm{R}}_{\mathrm{div}}=\frac{{\mathrm{R}}_2\times {\mathrm{R}}_3}{{\mathrm{R}}_2+{\mathrm{R}}_3}=\frac{4.99\mathrm{k\Omega }\times 4.99\mathrm{k\Omega }}{4.99\mathrm{k\Omega }+4.99\mathrm{k\Omega }}=2.495\mathrm{k\Omega }$
   ${\mathrm{C}}_2=\frac{1}{2\times \mathrm{\pi }\times {\mathrm{R}}_{\mathrm{div}}\times \left(\frac{{\mathrm{f}}_{\mathrm{L}}}{1.557}\right)}=\frac{1}{2\times \mathrm{\pi }\times 2.495\mathrm{k\Omega }\times 10.3\mathrm{Hz}}=6.4\mathrm{\mu F}\to 6.8\mathrm{\mu F}\left(\mathrm{StandardValue}\right)$
5. 截止频率上限 (f_H) 取决于此电路的同相增益和器件 (TLV9062) 的增益带宽 (GBW)。

设计仿真

交流仿真结果

瞬态仿真结果

设计参考资料

有关 TI 综合电路库的信息，请参阅模拟工程师电路手册。

请参阅电路 SPICE 仿真文件 SBOC505。

请参阅 TIPD185。

设计特色运算放大器

设计备选运算放大器