负电源也可以做为设备电源使用

第一个运算放大器(op amps) 使用通常称为分离式电源的东西，这意味着放大器的电源在接地周围对称，具有正极性和负极性。由于大多数电源使用变压器来转换 120 V 市电，因此一个简单的中心抽头次级绕组可以轻松接入负电源。

如今，许多设备现在都使用电池供电，甚至主电源设备也趋向于仅使用正电源。但是，我不建议排除负电源。

许多信号仍以地为参考并在同轴电缆上传输。高性能组件(如模数转换器)可以在 1.8 V 电源上运行，并且需要以 0.9 V 为中心的输入信号。

即使是最低阈值 MOS 技术也无法生成真正的轨到轨信号，双极技术的基极到发射极电压 (Vbe) 与硅 PN 结通常相关的 0.6 V 相比没有显着变化。这意味着，如果放大器要重新创建一个摆动接近地的信号，或者更困难的是，以地为参考，负电源是必要的。

幸运的是，产生负电源非常便宜，尤其是在电流要求较低的情况下。像LMR70503 SIMPLE SWITCHER这样的器件只需 7 个外部无源元件即可产生负电源。

LMH6554是一款差分放大器，专为单电源和双电源配置而设计。使用现有的 3.3V 电源 LMR70503，可以将其转换为 +3.3V 和 -1.7V 分离电源。采用这种电源配置，LMH6554 输出电压现在可以在 -0.6 V 至 +2.2 V 之间摆动。这个范围足以驱动大多数模数转换器和许多以地为参考的信号，例如复合视频。其他电源电压组合(如 +4 V 和 -1 V)对于 ADC(如下所示 的ADC081500)来说是理想的。

随着开关电源的出现，即使在设计电池供电设备时，也没有理由将自己限制为仅使用正电源。不要害怕在我们的下一个高系统设计中指定负电源。

观点

这是一个非常好的观点，写得很好。我有点厌倦了迎合几乎所有东西的单一供应人群，但是，单一供电芯片设计人员在尝试解决这项技术的明显问题方面做得非常出色。这些家伙有效地控制了输入轨到轨问题。输入级的低功率变速泵解决了这个问题。输出仍然是一个挑战，但通过将摆幅保持在毫伏区域而不是 10 或 100 毫伏，可以控制轨到轨输出行为。话虽如此，重要的是要接受这种轨对轨行为的重要性的概念。当我们前往放大器的输出轨时，限制是朝向轨，不在整个输出范围内。使用随后的 12 位转换器，在轨上损失 5 mV 是损失 4 个代码(假设 5V 提供 5V {或 2.5V} ADC 参考)。因此，转换器没有 4096 个可用位，而是只有 4092 个可用位。对我们的动态范围的影响为 0.00977%。我想这是一个宜居的错误。

单电源运算放大器很好地覆盖了输入轨到轨。输出的好点，但是我们的分析对于压降非常慷慨，这取决于我们谈论的负载类型(和类别)当然并假设一个阶段，现在想象将 5mV 带入第二阶段提高增益(这不是医疗仪器中的常见做法)。我们丢失的不再是 4 个代码，是吗?正如 Loren 所说，好消息是有一种解决方案，一种称为 LM7705 的单片机，可以防止代码丢失。另一方面，反驳的论点是“电荷泵很吵”，当然可以，但是噪声有多大(对于整个系统)，如果我们正在进行单电源设计，那么它 s 可能会降低功率吗?那么，功率降低不是意味着更高的噪声容忍度吗?