偏置原因分析

　　從上述LM358內(nèi)部電路分析可知，單電源供電時(shí)運(yùn)放只能放大對(duì)地電壓為正（信號(hào)同相端輸入）或?yàn)樨?fù)（信號(hào)反向端輸入）的直流信號(hào)。如果輸入信號(hào)對(duì)地為交流時(shí)，負(fù)半波（信號(hào)同相端輸入）或正半波（信號(hào)反向端輸入）因?yàn)镼13的發(fā)射結(jié)反偏截止而無(wú)法放大，使輸出波形嚴(yán)重失真。因此為了獲得不失真的交流放大波形，需通過(guò)給輸入信號(hào)疊加對(duì)地VCC/2的偏置電壓，而得到對(duì)地電壓大于零的直流信號(hào)。選取VCC/2作為偏置電壓的目的是為了獲得最大的輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍。

　　但是如果運(yùn)放的一個(gè)輸入端輸入對(duì)地偏置VCC/2的信號(hào)，另一個(gè)輸入端接地，就可以得到如圖2所示的（a），（b）兩種情況。由圖2（a）可得輸出電壓表達(dá)式

　　由該式可知輸出電壓應(yīng)該是負(fù)值，但是由于單電源運(yùn)放的輸出下限飽和值接近0V，而不可能輸出負(fù)電壓。因此運(yùn)放的輸出電壓也接近0V，輸出波形嚴(yán)重失真。由圖2（b）可得輸出電壓表達(dá)式：

　　同樣由該式可知，在有效信號(hào)放大的同時(shí)偏置電壓VCC/2也被放大到輸出端。因?yàn)檫\(yùn)放飽和輸出電壓的限制，使電壓放大倍數(shù)被限制在2倍的范圍。若超過(guò)這個(gè)范圍，輸出電壓飽和、被放大信號(hào)波形失真。因此有效信號(hào)無(wú)法獲得足夠的放大倍數(shù)。

　　從上面的分析可以得出下面的結(jié)論：當(dāng)輸入的交流信號(hào)對(duì)地疊加VCC/2偏置電壓后，就必須在運(yùn)放的另一個(gè)輸入端也疊加VCC/2的偏置電壓。如圖3所示

　　由圖3（a），（b）可分別得到輸出電壓表達(dá)式：

　　從上述的兩個(gè)表達(dá)式分析可得出，偏置電壓VCC/2沒(méi)有被放大，有效信號(hào)能獲得足夠的放大倍數(shù)，并且無(wú)論輸入信號(hào)是從同相端接入還是從反向端接入都可以獲得不失真的波形。但是此時(shí)輸出電壓包含VCC/2的直流分量，這可以通過(guò)在輸出端加隔直電容C濾除直流偏壓，進(jìn)而得到只放大但不失真的輸出電壓信號(hào)。