轨到轨运放是什么意思？轨到轨运放与一般运放有何区别？
轨到轨运放是什么意思？轨到轨运放与一般运放有何区别？
轨到轨运放（Rail-to-Rail Operational Amplifier）是一种特殊的运算放大器，其输入和输出电压范围可以接近电源电压的极限。与传统的非轨到轨运放相比，轨到轨运放在多个方面具有显著优势，包括更宽的输入电压范围、更大的增益、更高的速度和稳定性、更低的失真和噪音。本文将详细介绍轨到轨运放的概念及其与一般运放的区别。
一、轨到轨运放是什么意思
要想理解轨到轨，得先理解什么不是轨到轨。许多在相对高电压导轨（例如+/-15V）上工作的运放只能将输出驱动到导轨附近3或4伏的地方——例如，对于一个双电源±15伏的供电的运放，运放的输出电压只能到+/-12伏。此类运放不是轨到轨运放。
古老的LM741运放不是“轨到轨”的，原因在于其数据表中的电气特性表格显示，在供电电压为±15V、输出负载为2kΩ的测试条件下，输出电压摆幅只能达到±13V，即输出只能在供电轨附近2V以内变化。
反之，轨到轨（rail-to-rail）意味着运放的输入和输出可以在接近电源电压的范围内工作。
轨到轨这么好，那么问题来了：既然轨到轨这么好，为什么还有非轨到轨运放的存在？
原因就在于 rail-to-rail 的运放，一般都是低压器件（+/-5V 或single +5V），输入输出电压都能达到电源（输入甚至可以超过）。注意，上一个句子里有个"一般"。非轨到轨的运放可以轻轻送干到30几伏的供电电压。
一个相关的术语，顶部空间（head room），是衡量信号接近导轨的程度的一个指标。从导轨到输出信号峰值电压的距离就是顶部空间。在3.3V的供电电压下，顶部空间为0.3V，意味着你的信号可以在不失真的情况下达到+/- 3.0V（顶部空间指的是正负供电导轨）。随着输出电流的增加，顶部空间也会增加。
图1：在这个例子中，上导轨是电源电压VDD。顶部空间是300毫伏，下导轨是地。如果运放是真正的轨到轨，那么削波（深红色线）就不会发生在4.4伏 VPP。
图2：另一个放大了的波形图显示，当输出接近其供电电压极值时，削波可能会发生。VDD是放大器的供电电压，决定了导轨的位置。
轨道轨运放可以最大限度输入或者输出信号，使得输入或者输出信号非常接近于电压电压的极值。
二、轨到轨运放与一般运放的区别
更宽的输入电压范围
在一般运放中，输入电压应该在可接受的运营电压范围内。而轨到轨运放可以使输入电压接近于供电电池电压的顶部和底部限制。这使得轨到轨运放可以产生更大的输出信号，并且更好地处理输入信号。更大的增益
轨到轨运放的放大范围比一般运放更广。因此，它不需要低gain-voltage的运放，这使它可以提供更大的增益。这在电源被供电的低电压条件下是尤其重要的，因为此时运放不能产生很高的增益。更高的速度和更好的稳定性
轨到轨运放具有更高的速度和更好的稳定性。这意味着它可以更快地响应输入信号，并且在变化的电源电压下仍能保持其性能稳定。更低的失真
由于具有不同的器件结构和工作特性，轨到轨运放可以提供更低的失真水平。这意味着它产生的输出信号更精确，更准确地反映输入信号的变化。更低的噪音
由于轨到轨运放具有更高的增益，更低的失真和更高的质量，因此它产生的噪音也更低。这使其对信号处理领域中的低噪音应用来说是理想的选择。
以上就是关于轨到轨运放的内容介绍，希望对大家理解运放的特性有所帮助。