Bagaimana mengubah rangkaian catu daya ganda menjadi rangkaian catu daya tunggal
1.1 Catu daya dan catu daya tunggal
Semua penguat operasional memiliki dua pin daya, biasanya diberi label sebagai VCC+ dan VCC - dalam dokumentasinya, tetapi terkadang labelnya adalah VCC+ dan GND. Hal ini karena beberapa penulis manual data mencoba membedakan perbedaan pelabelan antara penguat operasional daya tunggal dan penguat operasional daya ganda. Namun, ini tidak berarti mereka harus menggunakannya dengan cara itu - mereka mungkin dapat bekerja pada voltase lain. Bila penguat operasional tidak ditenagai oleh tegangan default, maka perlu mengacu pada manual data penguat operasional, terutama tegangan suplai maksimum absolut dan instruksi ayunan tegangan.
Sebagian besar perancang rangkaian analog mengetahui cara menggunakan penguat operasional dalam kondisi tegangan catu daya ganda, seperti rangkaian di sebelah kiri Gambar 1, di mana catu daya ganda terdiri dari catu daya positif dan catu daya negatif bertegangan sama. Umumnya positif atau negatif 15V, positif atau negatif 12V, dan positif atau negatif 5V, yang juga umum digunakan. Tegangan masukan dan tegangan keluaran keduanya diberikan oleh ground referensi, termasuk amplitudo ayunan maksimum Vom dari tegangan positif dan negatif serta amplitudo ayunan keluaran maksimum.
Pin daya penguat operasional dalam satu rangkaian catu daya dihubungkan ke sumber daya positif dan ground. Hubungkan pin daya positif ke VCC+, atau sambungkan ground atau pin VCC ke GND. Bagilah tegangan positif menjadi dua dan sambungkan sebagai ground virtual ke pin input penguat operasional. Pada saat ini, tegangan keluaran penguat operasional juga merupakan tegangan ground virtual. Tegangan keluaran penguat operasional dipusatkan di sekitar tanah virtual dan amplitudonya berada dalam Vom. Beberapa penguat operasional baru memiliki dua tegangan keluaran maksimum dan tegangan keluaran minimum yang berbeda. Manual data untuk penguat operasional jenis ini secara khusus akan menentukan Voh dan Vol. Perlu dicatat bahwa banyak desainer dengan santai menggunakan ground virtual untuk merujuk pada tegangan input dan output. Namun, di sebagian besar aplikasi, input dan output didasarkan pada sumber daya referensi ground, sehingga perancang harus menambahkan kapasitor isolasi DC pada titik input dan output untuk mengisolasi tegangan DC antara ground virtual dan ground.
Biasanya, tegangan yang disuplai oleh satu sumber daya adalah 5V, dan ayunan tegangan keluaran penguat operasional akan lebih rendah. Selain itu, tegangan suplai arus penguat operasional juga bisa 3V atau bahkan lebih rendah. Oleh karena itu, penguat operasional yang digunakan dalam rangkaian catu daya tunggal sebagian besar adalah penguat operasional Rail To Rail, yang menghilangkan hilangnya rentang dinamis. Perlu dicatat bahwa input dan output mungkin tidak mampu menahan tegangan Rail To Rail. Meskipun perangkat ditetapkan sebagai Rail to Rail, jika keluaran atau masukan penguat operasional tidak mendukung Rail to Rail, tegangan yang mendekati batas tegangan masukan atau keluaran dapat menurunkan fungsi penguat operasional. Oleh karena itu, perlu mengacu pada manual data dengan cermat untuk memastikan bahwa input dan output adalah Rail to Rail. Ini adalah kewajiban perancang untuk memastikan bahwa fungsionalitas sistem tidak menurun.
