毕生与运放打交道的工程师们很或许都遇到过这类状况，运放呈现了未曾意料的功能。运放的优点是它们的输出通常会阐明本相。许多状况下，假如有什么反常，都会显着地表现在其输出端。输出级的极限或许形成不良的输出波形。或许输出端的过多电容会形成振动，或许输出级的电压摆幅小于电源电压轨，因而在抵达满轨电压曾经就呈现削峰。
运放的输出端也会呈现与输出级毫无关系的古怪现象。不良的输出信号或许来自于器材输入端的某些反常。运放最常见的问题之一是超出了器材的输入共模区间。不过，究竟什么是输入的共模区间，超出这一区间的影响是什么?
输入共模电压VICM是一位工程师在考虑运放输入时的首要规范之一，但它或许带来一些混杂。VICM描绘了一个电压电平，它是反相和非反相输入端的均匀电压(图1)。通常用下式标明：
知道VICM还有一种方法，即它对错反相和反相输入端VIN+与VIN-的公共的电压电平。在大多数运用中，VIN+十分挨近于VIN-，由于闭环负反馈会使一个输入端亲近盯梢另一个输入端，使VIN+与VIN-之间的压差挨近于零。许多共模电路都是这种状况，包含电压跟从器，以及反相和非反相装备。这些状况下，通常会假定VIN+=VIN-=VICM，由于这些电压几乎是相同的。
描绘运放输入的另一个参数项是输入共模区间VICMR，或更精确地说，是输入共模电压区间。这个参数在数据表中很常见，它是电路规划者最应重视的参数。VICMR界说了运放能正常作业的一个共模输入电压区间，并描绘了输入电压与两个电压轨挨近的程度。
对VICMR的另一种知道方法是，它描绘了由最小值VICMR、VICMRMIN和最大值VICMR、VICMRMAX所确认的一个区间，如下式所示：
其间，VICMRMIN是相对VCC-电压轨的极限值，VICMRMAX是相关于VCC+电压轨的极限值(图2)。
当运放超出VICMR时，器材就或许不能做正常的线性运转。因而，有必要了解输入信号的整个规模区间，确保运放不超出VICMR。
另一个混杂点是：VICM与VICMR对错规范的缩写，各家IC供货商的数据表中常常运用不同的术语，如VCM、VIC和VCMR。因而，有必要清楚自己正在检查的规范，它不是一个特定的输入电压，而是一个输入电压的规模。
不同运放的VICMR改动
运放的规划规范与所运用的工艺技术决议了器材的输入级。例如，一只CMOS运放的输入级不同于双极运放的输入级，也不同于JFET运放。了解这些运放间存在的差异十分重要。
表1是德州仪器公司几款运放及其VICMR。最大电源区间栏中描绘了双电源和单电源的极限。表中能够显着看到，不同运放的输入区间VICMR各不相同。依据器材的类型，VICMR或许进入或超出电源轨。因而，永久不能假定某个运放能够承受某个输入信号区间，除非验证了数据表中的规范。
有一个宽输入规模的特例值得一提，这便是轨至轨输入运放。尽管这个称号暗示该运放的输入能够跨过整个电源轨的区间，但并非像人们或许假定的那样，一切轨至轨输入器材都能够掩盖整个电源规模。许多轨至轨输入的运放(如TI的OPA333)的确能跨过整个电源区间，而其它一些则达不到规范，阐明有误导性。相同，关键在于检查数据表指定的输入区间规范。
违背VICMR的比如
违背VICMR的状况一般呈现在运用3.3V、5V或其它低电压运用的单电源运放中。在这些运用中，输入信号区间一般都是狭隘的，有必要知道输入信号和VICMR，才干确保运放的正常运转。一只违背了VICMR的运放或许呈现未意料的输出功能，如信号在低于预期电压电平处削峰，输出信号电压漂移，相位回转，或输出过早地抵达某个电源电压轨。
为更好地了解违背VICMR的作用，下面给出一些实例。用两只具有不同VICMR规范的运放可演示这些作用。这些器材都有轨至轨的输出，排除了输出级形成的约束。一个单电源的电压跟从器电路用于两只器材的评价(图3)。一切测验均在一个试验台上完结，室温约为25°C。
第一个比如运用了一只VCC为10V的TLC2272运放。数据表显现，它在25°C和5V电源电压下的典型VICMR区间为-0.3V~+4.2V。留意输入极限挨近于正电源轨，比VCC低0.8V。得到的近VCC输入极限大约为9.2V。
测验电路时，在其输入端加一个直流偏移为VCC电压一半(或5V)的300Hz正弦波。调 节沟通起伏，直到看到VOUT有一个改动。当施加10V峰峰值输入时，VOUT显现一个挨近正电源轨的削峰信号，而不是挨近负电源轨。这个挨近正电源轨的不良功能便是估计输入超越9.2V时的成果。关于0~9.2V之间的VIN，VOUT显现和预期相同的正确波形(图4)。
第二个比如运用一只TL971轨至轨输出的电压跟从器电路，但成果却不同。此刻，运放选用一个单5V电源。从数据表规范可知，有确保的VICMR区间跨过了1.15V~ 3.85V规模，或中心在VCC/2的大约2.7V峰峰值。输入端加的是一个直流偏移为2.5V的1kHz正弦波。将VIN的起伏从200mV峰峰值调向更高电平，直到看到VOUT的改动。
VIN中心在2.5V时，VIN增加到2.7V峰峰值，VOUT都有预期的线性特性。当VIN增加到约3.5V峰峰值时，中心在2.5V，VOUT持续跟从VIN，表现出正确的运放特性。留意这个线性特性好于数据表对VICMR的约束，但仍然超出了确保的极限值。当VIN增加到略高于3.52V峰峰值时，VOUT开端在挨近正电源5V轨和负电源0V轨时表现出非线性特性(图5)。VIN进一步增加到4.2V峰峰值，显着超出了VICMR。当输入峰值超越了近正电源轨的极限时，VOUT的信号输出超出电源轨，跳到正电源轨5V以上，并逗留在这里，直到VIN回到可承受规模内(图6)。当输入跌到挨近负电源轨的极限以下时，VOUT的信号表现出一个相位回转，跳至中轨2.5V，并以一个偏移跟从VIN，直到VIN增加到VICMR内的一个可承受电压值。
这些比如标明，不同的非线性特功能够源于不同类型超出VICMR的运放。尽管第二种状况中产生了相位回转，但留意这个相位回转并不呈现在一切违背VICMR的运放中，它与运放有关。
这些比如用一个沟通信号，评价运放电路的VICMR。另一种有用的测验是给图3中的电路输入端加一个直流电压源。当改动直流输入时，输出电平会以一品种似的方法改动，而不是总在改动。依据电路的类型，在运放的前期评价中，能够选用沟通剖析或直流剖析，也可两者兼用。
处理VICMR问题
假如在规划进程的晚期才发现运放无法满意VICMR要求，该怎么办?或许该器材的其它参数十分适合于你的运用，难以转换器材。这时或许要考虑下列一个或多个选项。首要，假如输入波幅过大，则要用一个电阻分压器，将信号保持在正确的VICMR区间内。其次，假如输入信号的偏移有问题，则测验运用一个输入偏置或直流偏移电路，使输入信号置于运放VICMR区间规范内。第三，能够测验换用一种能满意一切其它要求的轨至轨输入运放。
在挑选一款运放时，记住输入共模电压区间是最需懂得的重要规范。假如器材的输入无法承受输入信号的电平或规模，则输出端就会遇到费事。先处理好这个重要细节，则今后当电路正确作业时，你就会欣赏自己的挑选。
