[实用新型]一种实现运算放大器满幅输出的电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电源领域，尤其涉及一种实现运算放大器满幅输出的电路。

背景技术

在低压供电的信号处理系统中，为了使输出信号足以驱动下一极负载，要求单电源运放最好能满幅输出以尽量扩大其信号输出的高动态范围。基于现代运算放大器内部结构的特点，真正满幅输出是不存在的。因为不管是以晶体管还是场效应管构建的运放输出级，其输出的电压都会存在一定程度的饱和压降，即运算放大器的最大输出电压都比电源电压低，一般晶体管的压降在1-2V左右，场效应管较小。这种情况给要求运放输出级输出电压必须达到满幅的日常应用带来极大的不便。

目前，遇到上述情况有两种解决方案。一种是将该种普通运放直接换成轨对轨运放（Rail To Rail）以消除丢失的动态范围。轨对轨运放虽然能够提供近似满幅的电压输出，但仍然存在不足之处：1）并非所有系统的输入和输出都能够承受轨对轨的电压，如果运放的输出或者输入不支持轨对轨，接近输入或者输出的电压极限的电压都可能导致运放的功能退化；2）轨对轨运放的价格是普通运放的几倍。另一种方案是采用DC-DC升压器直接提高电源电压，再用于供电。基于对运放基本原理的分析，运放的输出级电压是受电源电压限制的，因此，适当的提升电源电压的值可以在一定的程度上提高运放输出级的输出电压，但DC-DC升压器在成本上仍然是普通运放的几倍。基于上述问题，需要一种性价比更高的能够实现单电源运算放大器满幅输出的电路，来满足低电压的模拟电路芯片来降低功耗的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种性价比更高的能够实现运算放大器满幅输出的电路，以解决生产成本高及运放内部存在的压降问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种实现运算放大器满幅输出的电路，所述电路包括运算放大器、反馈电阻、接地电阻、稳压管、与稳压管相连的外接电阻和双极型晶体管，所述运算放大器、稳压管、与稳压管相连的外接电阻、双极型晶体管和反馈电阻依次连接构成负反馈回路，输出信号经反馈电阻反馈回运算放大器的同相输入端，与运算放大器的反相输入端比较放大后输出到稳压管，驱动双极型晶体管满幅输出稳定的电压信号。

进一步地，所述负反馈回路中，运算放大器的输出端与稳压管的一端相连；稳压管的另一端与外接电阻的一端相连；双极型晶体管的基极与外接电阻另一端相连，集电极与反馈电阻一端相连，发射极与电源相连；反馈电阻另一端与接地电阻串联；反馈电阻与接地电阻中间的支路与运算放大器的同相输入端相连；信号输入端的一端与运算放大器的反相输入端相连，另一端与地相连；信号输出端的一端与反馈电阻相连，另一端与接地。

进一步地，所述运算放大器采用普通运算放大器，包括晶体管或者场效应管。

进一步地，所述双极型晶体管包括PNP型三极管。

进一步地，所述反馈电阻的阻值为接地电阻阻值的N倍，其中，N为不为零的整数。

进一步地，所述运算放大器的放大倍数为1+N，其中，N为不为零的整数。

采用本实用新型的技术方案能够保证输出信号经反馈电阻反馈回运算放大器的同相输入端，与运算放大器的反相输入端比较放大后输出到稳压管，驱动双极型晶体管真正的满幅输出稳定的电压信号，该电路结构简单，工作效率高，提高了下一级负载的驱动能力；同时，本实用新型与现有的解决方案相比降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术中串联稳压放大电路的电路原理图；

图2为本实用新型具体实施例的实现运算放大器满幅输出的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图1为现有技术中串联稳压放大电路的电路原理图。如图1所示，串联稳压放大电路包括运算放大器U1、反馈电阻R1和接地电阻R2，所述运算放大器U1和反馈电阻R1组成反馈回路，信号输入端的一端与运算放大器U1的反相输入端相连，另一端与地相连；信号输出端的一端与运算放大器U1输出端相连，另一端与接地。运算放大器的输出端为下一级负载提供驱动电压信号。