כיצד להמיר מעגל אספקת חשמל כפול למעגל ספק כוח יחיד
1.1 ספק כוח וספק כוח יחיד
לכל המגברים התפעוליים יש שני פיני כוח, בדרך כלל מסומנים כ-VCC+ו-VCC - בתיעוד, אך לפעמים התוויות שלהם הן VCC+ו-GND. הסיבה לכך היא שכמה מחברי מדריכי נתונים מנסים להבדיל בין הבדל התוויות הזה בין מגברים תפעוליים עם הספק יחיד למגברים תפעוליים עם הספק כפול. עם זאת, זה לא אומר שהם חייבים להשתמש בו כך - הם עשויים להיות מסוגלים לעבוד במתחים אחרים. כאשר המגבר התפעולי אינו מופעל על ידי מתח ברירת המחדל, יש צורך לעיין במדריך הנתונים של המגבר התפעולי, במיוחד בהוראות מתח האספקה המקסימליות המוחלט ותנודת המתח.
הרוב המכריע של מתכנני המעגלים האנלוגיים יודעים להשתמש במגברים תפעוליים בתנאי מתח כפול של ספק כוח, כמו המעגל בצד שמאל של איור 1, שבו ספק כוח כפול מורכב מאספקת חשמל חיובית ומספק כוח שלילי במתח שווה. בדרך כלל, זה חיובי או שלילי 15V, חיובי או שלילי 12V, וחיובי או שלילי 5V, שגם הם נפוץ. מתח הכניסה ומתח המוצא ניתנים שניהם על ידי הארקת הייחוס, כולל משרעת התנופה המקסימלית Vom של המתח החיובי והשלילי ואמפליטודת התנופה המרבית במוצא.
פין הכוח של המגבר התפעולי במעגל אספקת חשמל יחיד מחובר למקור מתח חיובי ולהארקה. חבר את פין הכוח החיובי ל-VCC+, או חבר את האדמה או את פין VCC - ל-GND. חלקו את המתח החיובי לחצי וחברו אותו כהארקה וירטואלית לפין הכניסה של המגבר התפעולי. בשלב זה, מתח המוצא של המגבר התפעולי הוא גם מתח ההארקה הווירטואלי. מתח המוצא של המגבר התפעולי מרוכז סביב האדמה הוירטואלית והמשרעת נמצאת בתוך Vom. לכמה מגברים תפעוליים חדשים יש שני מתחי מוצא מקסימליים ומתחי מוצא מינימליים שונים. מדריך הנתונים עבור סוג זה של מגבר תפעולי יפרט באופן ספציפי Voh ו-Vol. יש לציין שמעצבים רבים משתמשים כלאחר יד בקרקע וירטואלית כדי להתייחס למתחי כניסה ויציאה. עם זאת, ברוב היישומים, הקלט והפלט מבוססים על הארקה של מקור הכוח הייחוס, ולכן מתכננים חייבים להוסיף קבלי בידוד DC בנקודות הכניסה והיציאה כדי לבודד את מתח DC בין הארקה וירטואלית לאדמה.
בדרך כלל, המתח המסופק ממקור מתח יחיד הוא 5V, ותנודת מתח המוצא של המגבר התפעולי תהיה נמוכה יותר. בנוסף, מתח אספקת החשמל הנוכחי של המגבר התפעולי יכול להיות גם 3V או אפילו נמוך יותר. מסיבה זו, המגברים התפעוליים המשמשים במעגלי ספק כוח בודדים הם בעיקר מגברים תפעוליים של Rail To Rail, מה שמבטל את אובדן הטווח הדינמי. יש לציין שגם הקלט וגם הפלט לא יוכלו לעמוד במתח של Rail To Rail. למרות שההתקן מוגדר כ-Rail to Rail, אם היציאה או הקלט של המגבר התפעולי אינם תומכים ב-Rail to Rail, מתח שמתקרב למגבלה של מתח הכניסה או המוצא עלול לפגוע בפונקציונליות של המגבר התפעולי. לכן, יש צורך לעיין בקפידה במדריך הנתונים כדי להבטיח שהקלט והפלט הם Rail to Rail. זוהי מחויבותו של המתכנן לוודא שהתפקוד של המערכת לא ידרדר.
