在设计单电源电路时须要比双电源电路更加小心，设计者必须要完备理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电
所有的运算放大器都有两个电源引脚，一样平常在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。这是由于有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的差异。但是，这并不是说他们就一定要那样利用――他们可能可以事情在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候，须要参考运放的数据手册，特殊是绝对最大供电电压和电压摆动解释。
绝大多数的仿照电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下利用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。一样平常是正负15V，正负12V和正负5V也是常常利用的。输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中央，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。这种运放的数据手册中会特殊分别指明Voh 和Vol 。须要特殊把稳的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分运用中，输入和输出是参考电源地的，以是设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。(拜会1.3节)
常日单电源供电的电压一样平常是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。其余现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个缘故原由在单电源供电的电路中利用的运放基本上都是Rail－To－Rail 的运放，这样就肃清了丢失的动态范围。
须要特殊指出的是输入和输出不一定都能够承受Rail－To－Rail 的电压。虽然器件被指明是轨至轨(Rail－To－Rail)的，如果运放的输出或者输入不支持轨至轨，靠近输入或者靠近输出电压极限的电压可能会使运放的功能退化，以是须要仔细的参考数据手册是否输入和输出是否都是轨至轨。这样才能担保系统的功能不会退化，这是设计者的责任。
1. 2 虚地
单电源事情的运放须要外部供应一个虚地，常日情形下，这个电压是VCC/2，图二的电路可以用来产生VCC/2的电压，但是他会降落系统的低频特性。
R1 和R2 是等值的，通过电源许可的花费和许可的噪声来选择，电容C1 是一个低通滤波器，用来减少从电源上传来的噪声。在有些运用中可以忽略缓冲运放。
不才文中，有一些电路的虚地必须要由两个电阻产生，但是实在这并不是完美的方法。在这些例子中，电阻值都大于100K，当这种情形发生时，电路图中均有注明。
1. 3 互换耦合
虚地是大于电源地的直流电平，这是一个小的、局部的地电平，这样就产生了一个电势问题：输入和输出电压一样平常都是参考电源地的，如果直接将旗子暗记源的输出接到运放的输入端，这将会产生不可接管的直流偏移。如果发生这样的事情，运放将不能精确的相应输入电压，由于这将使旗子暗记超出运放许可的输入或者输出范围。
办理这个问题的方法将旗子暗记源和运放之间用互换耦合。利用这种方法，输入和输出器件就都可以参考系统地，并且运放电路可以参考虚地。当不止一个运放被利用时，如果碰到以下条件级间的耦合电容就不是一定要利用：第一级运放的参考地是虚地第二级运放的参考第也是虚地这两级运放的每一级都没有增益。任何直流偏置在任何一级中都将被乘以增益，并且可能使得电路超出它的正常事情电压范围。
如果有任何疑问，装置一台有耦合电容的原型，然后每次取走个中的一个，不雅观察电事情是否正常。除非输入和输出都是参考虚地的，否则这里就必须要有耦合电容来隔离旗子暗记源和运放输入以及运放输出和负载。一个好的办理办法是断开输入和输出，然后在所有运放的两个输入脚和运放的输出脚上检讨直流电压。所有的电压都必须非常靠近虚地的电压，如果不是，前级的输出就就必须要用电容做隔离。(或者电路有问题)
1. 4 组合运放电路
在一些运用中，组合运放可以用来节省本钱和板上的空间，但是不可避免的引起相互之间的耦合，可以影响到滤波、直流偏置、噪声和其他电路特性。设计者常日从独立的功能原型开始设计，比如放大、直流偏置、滤波等等。在对每个单元模块进行校验后将他们联合起来。除非特殊解释，否则本文中的所有滤波器单元的增益都是 1。
1. 5 选择电阻和电容的值
每一个刚开始做仿照设计的人都想知道如何选择元件的参数。电阻是该当用1 欧的还是该当用1 兆欧的？一样平常的来说普通的运用中阻值在K 欧级到100K 欧级是比较得当的。高速的运用中阻值在100 欧级到1K 欧级，但他们会增大电源的花费。便携设计中阻值在1 兆级到10 兆欧级，但是他们将增大系统的噪声。用来选择调度电路参数的电阻电容值的基本方程在每张图中都已经给出。如果做滤波器，电阻的精度要选择1％ E －96系列。一但电阻值的数量级确定了，选择标准的E－12系列电容。
用E－24系列电容用来做参数的调度，但是该当只管即便不用。用来做电路参数调度的电容不应该用5％的，该当用1％。
2.1 放大
放大电路有两个基本类型：同相放大器和反相放大器。他们的互换耦合版本如图三所示。对付互换电路，反向的意思是相角被移动180度。这种电路采取了耦合电容 ――Cin 。Cin被用来阻挡电路产生直流放大，这样电路就只会对互换产生放大浸染。如果在直流电路中，Cin被省略，那么就必须对直流放大进行打算。
在高频电路中，不要违反运放的带脱期制，这是非常主要的。实际运用中，一级放大电路的增益常日是100倍(40dB)，再高的放大倍数将引起电路的振荡，除非在布板的时候就非常把稳。如果要得到一个放大倍数比较的大放大器，用两个等增益的运放或者多个等增益运放比用一个运放的效果要好的多。
2.2 衰减
传统的用运算放大器组成的反相衰减器如图四所示。
在电路中R2要小于R1。这种方法是不被推举的，由于很多运放是不适宜事情在放大倍数小于1倍的情形下。精确的方法是用图五的电路。
在表一中的一套规格化的R3 的阻值可以用作产生不同等级的衰减。对付表中没有的阻值，可以用以下的公式打算
R3＝(Vo/Vin)/(2-2(Vo/Vin))
如果表中有值，按以下方法处理：
为Rf和Rin在1K到100K之间选择一个值，该值作为根本值。
将Rin 除以二得到RinA 和RinB。
将根本值分别乘以1 或者2 就得到了Rf、Rin1 和Rin2，如图五中所示。
在表中给R3 选择一个得当的比例因子，然后将他乘以根本值。
比如，如果Rf是20K，RinA和RinB都是10K，那么用12.1K的电阻就可以得到－3dB的衰减。
图六中同相的衰减器可以用作电压衰减和同相缓冲器利用。
2.3 加法器
图七是一个反相加法器，他是一个基本的音频稠浊器。但是该电路的很少用于真正的音频稠浊器。由于这会逼近运放的事情极限，实际上我们推举用提高电源电压的办法来提高动态范围。
同相加法器是可以实现的，但是是不被推举的。由于旗子暗记源的阻抗将会影响电路的增益。
2.4 减法器
就像加法器一样，图八是一个减法器。一个常日的运用便是用于去除立体声磁带中的原唱而留下伴音(在录制时两通道中的原唱电平是一样的，但是伴音是略有不同的)。
2.5 仿照电感
图九的电路是一个对电容进行反向操作的电路，它用来仿照电感。电感会抵制电流的变革，以是当一个直流电平加到电感上时电流的上升是一个缓慢的过程，并且电感中电阻上的压降就显得尤为主要。
电感会更加随意马虎的让低频通过它，它的特性恰好和电容相反，一个空想的电感是没有电阻的，它可以让直流电没有任何限定的通过，对频率是无穷大的旗子暗记有无穷大的阻抗。
如果直流电压溘然通过电阻R1 加到运放的反相输入端上的时候，运放的输出将不会有任何的变革，由于这个电压同过电容C1 也同样加到了正相输出端上，运放的输出端表现出了很高的阻抗，就像一个真正的电感一样。
随着电容C1 不断的通过电阻R2 进行充电，R2上电压不断低落，运放通过电阻R1汲取电流。随着电容不断的充电，末了运放的两个输入脚和输出脚上的电压终极趋向于虚地(Vcc/2)。
当电容C1 完备被充满时，电阻R1 限定了流过的电流，这就表现出一个串连在电感中电阻。这个串连的电阻就限定了电感的Q 值。真正电感的直流电阻一样平常会比仿照的电感小的多。这有一些仿照电感的限定：
电感的一段连接在虚地上；
仿照电感的Q值无法做的很高，取决于串连的电阻R1；
仿照电感并不像真正的电感一样可以储存能量，真正的电感由于磁场的浸染可以引起很高的反相尖峰电压，但是仿照电感的电压受限于运放输出电压的摆幅，以是相应的脉冲受限于电压的摆幅。
2.6 仪用放大器
仪用放大器用于须要对小电平旗子暗记直流旗子暗记进行放大的场合，他是由减法器拓扑而来的。仪用放大器利用了同相输入端高阻抗的上风。基本的仪用放大器如图十所示。
这个电路是基本的仪用放大电路，其他的仪用放大器也如图中所示，这里的输入端也利用了单电源供电。这个电路实际上是一个单电源的应变仪。这个电路的缺陷是须要完备相等的电阻，否则这个电路的共模抑制比将会很低。
图十中的电路可以大略的去掉三个电阻，就像图十一中的电路。
这个电路的增益非常好打算。但是这个电路也有一个缺陷：那便是电路中的两个电阻必须一起改换，而且他们必须是等值的。其余还有一个缺陷，第一级的运放没有产生任何有用的增益。
其余用两个运放也可以组成仪用放大器，就像图十二所示。
但是这个仪用放大器是不被推举的，由于第一个运放的放大倍数小于一，以是他可能是不稳定的，而且Vin －上的旗子暗记要花费比Vin ＋上的旗子暗记更多的韶光才能到达输出端。
这节非常深入地先容了用运放组成的有源滤波器。在很多情形中，为了阻挡由于虚地引起的直流电平，在运放的输入端串入了电容。这个电容实际上是一个高通滤波器，在某种意义上说，像这样的单电源运放电路都有这样的电容。设计者必须确定这个电容的容量必须要比电路中的其他电容器的容量大100 倍以上。这样才可以担保电路的幅频特性不会受到这个输入电容的影响。如果这个滤波器同时还有放大浸染，这个电容的容量最好是电路中其他电容容量的1000 倍以上。如果输入的旗子暗记早就包含了VCC/2 的直流偏置，这个电容就可以省略。
这些电路的输出都包含了VCC/2 的直流偏置，如果电路是末了一级，那么就必须串入输出电容。
这里有一个有关滤波器设计的协定，这里的滤波器均采取单电源供电的运放组成。滤波器的实现很大略，但是以下几点设计者必须把稳：
1. 滤波器的拐点(中央)频率
2. 滤波器电路的增益
3. 带通滤波器和带阻滤波器的的Q值
4. 低通和高通滤波器的类型(Butterworth 、Chebyshev、Bessell)
不幸的是要得到一个完备空想的滤波器是无法用一个运放组成的。纵然可能，由于各个元件之间的负杂互感而导致设计者要用非常繁芜的打算才能完成滤波器的设计。常日对波形的掌握哀求越繁芜就意味者须要更多的运放，这将根据设计者可以接管的最大畸变来决定。或者可以通过几次实验而终极确定下来。如果设计者希望用最少的元件来实现滤波器，那么就别无选择，只能利用传统的滤波器，通过打算就可以得到了。
3．1 一阶滤波器
一阶滤波器是最大略的电路，他们有20dB 每倍频的幅频特性
3．1．1 低通滤波器
范例的低通滤波器如图十三所示。
3．1．2 高通滤波器
范例的高通滤波器如图十四所示。
3．1．3 文氏滤波器
文氏滤波器对所有的频率都有相同的增益，但是它可以改变旗子暗记的相角，同时也用来做相角改动电路。图十五中的电路对频率是F 的旗子暗记有90 度的相移，对直流的相移是0度，对高频的相移是180度。
3．2 二阶滤波器
二阶滤波电路一样平常用他们的发明者命名。他们中的少数几个至今还在利用。有一些二阶滤波器的拓扑构造可以组成低通、高通、带通、带阻滤波器，有些则弗成。这里没有列出所有的滤波器拓扑构造，只是将那些随意马虎实现和便于调度的列了出来。
二阶滤波器有40dB 每倍频的幅频特性。
常日的同一个拓扑构造组成的带通和带阻滤波器利用相同的元件来调度他们的Q 值，而且他们使滤波器在Butterworth 和Chebyshev 滤波器之间变革。必须要知道只有Butterworth 滤波器可以准确的打算出拐点频率，Chebyshev 和Bessell滤波器只能在Butterworth 滤波器的根本上做一些微调。
我们常日用的带通和带阻滤波器有非常高的Q 值。如果须要实现一个很宽的带通或者带阻滤波器就须要用高通滤波器和低通滤波器串连起来。对付带通滤波器的通过特性将是这两个滤波器的交叠部分，对付带阻滤波器的通过特性将是这两个滤波器的不重叠部分。 这里没有先容反相 Chebyshev 和 Elliptic 滤波器，由于他们已经不属于电路集须要先容的范围了。
不是所有的滤波器都可以产生我们所设想的结果――比如说滤波器在阻带的末了衰减幅度在多反馈滤波器中的会比在Sallen－Key 滤波器中的大。由于这些特性超出了电路图集的先容范围，请大家到教科书上去探求每种电路各自的优缺陷。不过这里先容的电路在不是很分外的情形下利用，其结果都是可以接管的。
3．2．1 Sallen－Key滤波器
Sallen-Key 滤波器是一种盛行的、广泛运用的二阶滤波器。他的本钱很低，仅须要一个运放和四个无源器件组成。但是换成Butterworth 或Chebyshev 滤波器就不可能这么随意马虎的调度了。 这个电路是一个单位增益的电路，改变Sallen－Key 滤波器的增益同时就改变了滤波器的幅频特性和类型。实际上Sallen－Key 滤波器便是增益为1的Butterworth 滤波器。
3．2．2 多反馈滤波器
多反馈滤波器是一种通用，低本钱以及随意马虎实现的滤波器。不幸的是，设计时的打算有些繁芜，在这里不作深入的先容。请参看参考条款【1】中的对多反馈滤波器的细节先容。如果须要的是一个单位增益的Butterworth 滤波器，那么这里的电路就可以给出一个近似的结果。
3．2．3 双T滤波器
双T 滤波器既可以用一个运放也可仪用两个运放实现。他是建立在三个电阻和三个电容组成的无源网络上的。这六个元件的匹配是临界的，但幸运的是这仍是一个常随意马虎的过程，这个网络可以用同一值的电阻和同一值的电容组成。用图中的公式就可以同时的将R3 和C3 打算出来。该当只管即便选用同一批的元件，他们有非常附近的特性。
3．2．3．1 单运放实现
如果用参数非常靠近的元件组成带通滤波器，就很随意马虎发生振荡。接到虚地的电阻最好在E－96 1％系列中选择，这样就可以毁坏振荡条件。
3．2．3．2 双运放实现
范例的双运放如图20到图22所示
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