单电源运放可以用双电源供电吗？双电源运放可以用单电源供电吗？

Part 01、前言

按照电源类型对运算放大器进行分类，运算放大器主要分为两种：单电源供电型和双电源供电型。在单电源供电运算放大器中，VCC相对GND呈正电位。而对于双电源供电的运算放大器，VCC相对GND为正，VEE相对GND则为负。

最近遇到一个有趣的问题是，单电源运放能用双电源供电吗？双电源运放能用单电源供电吗？

其实这个问题本身就有问题，比如下图，我们打开一个单电源运放的规格书，这个运放的名字就是Single Supply Dual Operational Amplifiers，也就是单电源供电的双运放，并且下面有写运放的供电电压是3-32V。

但是把规格书再往下拉就发现不对劲了，电源电压分成了Single Supply 和Split Supplies，也就是分成了单电源（VCC最大32V）和双电源（VCC和VEE的压差不得超过32V，也就是如果VEE是-16V，VCC最大就是+16V），这怎么跟上面截图里不一样了，难道是挂羊头卖狗肉？

这就牵涉到一个问题，运放有脑子吗？它怎么会知道自己是单电源供电还是双电源供电呢？显然它没有脑子，它并不清楚自己外面接的是单电源还是双电源供电。

所以别被规格书给忽悠了，虽然在一些数据手册中，运放的两个供电引脚标识为VCC和VEE（双电源），而有些则标为VCC和GND（单电源）。这种标识差异只是不同厂家表达方式不同而已，但并不意味着运放只能按这种方式供电。

我们只要确认运放两个电源引脚之间的压差在数据手册定义的绝对最大供电电压范围之内就行，比如下面的32V。

1.信号偏置与参考电平

单电源供电输入信号有时候需要加上一个直流偏置，也就是即虚地，使信号能够在正电源和地之间正确摆动。否则，直接耦合的交流信号可能会因为无法产生负电压而失真。双电源供电输入和输出信号一般以0V为中心对称摆动，无需额外的偏置电路，这使得处理低电平或纯交流信号更加自然和方便。

2.输出摆幅

单电源供电输出电压范围受到供电电压的限制，通常不能接近地也就是0V，除非使用Rail-To-Rail运放，也就是轨至轨运放。这就限制了输出的动态范围和信号幅度。而双电源供电的输出电压可以在正负电源之间对称摆动，通常能获得更大的动态范围和更好的线性区。

3.输入共模电压范围

单电源供电运放的输入共模范围必须与偏置电压配合好，很多单电源运放设计时会将输入共模范围设置为接近地和正电源，注意不要超了。双电源供电的输入共模范围通常设计为对称分布在正负电压之间，能够更宽松地接受双极性信号。当然有些单电源供电的运放输入电压范围上下限不同，如果用双电源供电也需要注意不要超了。

4.逻辑电平转换

有些运放可能会带有使能脚，使能脚如果用MCU IO使能的话，此时用双电源给运放供电的话，会有逻辑电平转换的问题。

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