光電管使運算放大器實現真零輸出

　　例如，典型的軌到軌輸出運算放大器不能提供真正的零電壓，它只能保證其輸出至少有幾毫伏，而高分辨率DAC的分辨率可以達到幾十微伏。該應用程序需要真正的零輸出，因此出現了問題。

　　當然，需要一些負供應源來將“凈空”增加到零附近。（我使用“余量”一詞是因為我們處理的不是上部的正供給，而是下部的供給。更好的詞是“余量”。）

　　有意再次使用 Cuk 配置電路，就像 EDN 中的舊電路一樣，但輸出電壓僅為約 -1 V，輸出電流較低（小于 2 mA）。

　　在探索替代方案時，出現了使用光電管代替任何普通電壓轉換器的想法。其結果如圖 1所示的電路。

　　圖 1使用光電管代替電壓轉換器來幫助為高分辨率單電源 DAC 的運算放大器緩沖器的輸出提供真正的零電壓。

　　該解決方案的尺寸與基于 Cuk 配置的電路相當，但效率較低。但由于多余的功率不超過 0.1 W，因此這可能并不重要。

　　這樣的解決方案具有重要的優點：

　　這要簡單得多。

　　它產生非常低的電噪聲——當您處理低模擬信號時，這一點具有重要意義。（在此電路中，即使沒有輸出電容器 C1，輸出噪聲也小于 1 mV。）

　　其輸出上的任何過電壓均被排除（而如果反饋出現任何問題，Cuk 轉換器可能會產生此類過電壓）。

　　還應該注意完美的隔離級別，盡管這在我們的例子中并不重要。

　　由于該裝置的外部輪廓是由光電管決定的，因此使用了微型光電管 AM-1417（東芝）。它的尺寸僅為 34 x 14 x 2 毫米，有 4 個部分（因此每個部分有 4 個 LED），可在沒有任何負載的情況下產生約 3 V 的電壓。

　　4 個 LED 是非常普通的亮紅色系列 LED（L-513HURC，15° 角 1800 mcd），因為硅光電池在該光譜區域具有效率。

　　紅色也更適合 +5 V 電源，因為它們的低正向電壓可以非常簡單地使效率加倍，只需將它們成對堆疊，并通過兩者提供相同的電流。

　　該電路在 2k 負載、流經 LED 的電流為 20 mA 時產生 490…520 mV。這對于 AD8603/AD8607 等多種微功耗運算放大器來說綽綽有余。

　　通過改變流過 LED 的電流可以改變光電管的輸出電壓。

　　光電管是電流源而非電壓源，因此需要電容器 C1 來降低電路的輸出阻抗。如果負電壓因某種原因消失，二極管 D1 會啟用一條吸收電流的路徑并保護該電解電容器。

　　正如我所提到的，輸出功率對于精密微功耗運算放大器（例如 AD8603）來說已經足夠了。如果您需要更多功率，您可以使用更高的 LED 電流、更高效的 LED/光電管對，或者簡單地并聯更多此類電路。