然而要将上述高精度滤波电路等用在便携式仪器中,必须要解决电源供电的问题。由于便携式仪器中电源不能够由市电经过变压稳压得到,电池供电是主要的供电方法。由于电池供电的供电电压和电流都不大,所以在电池供电的系统中器件的工作电压和电流都要非常低。OP4177工作电压最低可达到

±2.5V,在30V供电时每通道的电源供电电流仅为500μA,所以可以很好的应用在电池供电的便携式仪器中。

OP4177在具有很多优于单极性运放的性能特点,但是复杂的双电源供电也是双极性运放必须解决的问题。在供电系统中就至少需要两套电池,这不仅增加了系统的复杂性,不利于系统稳定运作,也为系统的维护带来了麻烦。基于此,利用OP4177仅需要极低电源供电电流的特性,结合开关电容电压转换器MAX1681,笔者设计了一种简单的基于OP4177的双极性电源解决方案。

MAX1681概述

MAX1681是MAXIM公司推出的一款输出电流达125mA的可变频电容变换电压转换器。它可以利用电容将3~5.5V的电压变为-5.5~-3V,并在实现正到负电压变化的同时可提供高达125mA的电流,具有较大的电流驱动能力。MAX1681实现电荷泵功能的电容可以使用仅为1μF的瓷片电容,其引脚配置如图3所示,具体的引脚描述参见表1。

硬件电路设计

根据OP4177的工作需要,笔者设计了图4所示电路,用简单经济的元器件解决了OP4177的双极性供电问题。

图4中由J1接入的电池电压经过低压降稳压块MAX603稳压后,输入到MAX1681电压输入端,MAX1681实现电压极性变换后由输出端得到负电压。其中,电容C1和C2为10μF,用于稳压时滤除干扰,电容C5是实现电荷泵功能的1μF瓷片电容,发光二极管VD2指示稳压块7805工作正常与否,二极管VD1和电阻R1对发光管起限流保护作用。FSEL接地,将MAX1681选择为1MHz的工作频率。LV与SHDN接地确保MAX1681正常工作。这样仅用4节1.5V的电池串连即可从低压降稳压块MAX603的输出端得到OP4177工作所需的正电源电压,从MAX1681的输出端得到OP4177工作所需的负电源电压。由于OP4177工作时所需要的电源供给电流非常小,所以由MAX1681提供的125mA电流可以支持很多的OP4177正常工作。这样,就可以由OP4177组成放大电路、滤波电路、锁相检测电路等诸多有用的微弱信号测控运算电路。