关于差分放大器双电源改单电源问题的讨论（AD628）
前言
之前也一直有个疑问，就是放大器双电源供电，改为单电源，+Vs直接接正电源，-Vs直接接AGND，只要保证输出电压在供电电压范围内，是不是就万事大吉了呢？
最近正好有个项目，解一下疑惑。
前人的老电路
之前复制了一个前人的老电路，使用AD628测量电压差，电路如下：
AD628由正负5V供电，参考电压为1.25V，测量最大±25V的输入信号，MCU的ADC参考电压为2.5V。这就意味着必须要把增益G设置为小于1，在加上偏置，才能测量完成范围内[-25V~25V]的信号。前人的电路大概如此。
我的项目
后来接到了一个新的项目，项目总体需求就是对输入范围是0到7V左右的信号进行采样，MCU的ADC参考电压为2.5V，这也需要找一个G<1的运放，因为没有负电压输入信号，可以直接不需要参考电压。输入信号虽然不是差分信号，但可以直接使用AD628。第一版设计的电路如下
这个设计中，直接将+IN接入输入信号[0~7V],-IN接AGND地，可以直接测量+IN信号，AD628的增益设置为0.325，最大输入信号（7V）经过运放后在2.275V，可以满足ADC的测量范围。
因为没有负输入信号，于是从降低成本的考虑，就决定使用单电源供电，其中12V是一个板子上就有的电源，也大于7V，直接接到+Vs。-Vs和Vref就直接接AGND。
我们再来看看AD628的特性
从手册可以看到单电源供电范围是4.5~36V，我采用的是12V，输入信号范围是0~7V，-IN接AGND，-Vs和Vref接AGND。感觉电路应该没问题的。
理想很丰满，现实却很骨感！
电路并不能正常运行，比如输入信号在1.35V（测试+IN端），理论上经过运放，输出电压应该0.45V左右，可运放的第五脚out输出的电压确认2.2V，比较奇怪！
检查各个端电压正常，电路衡量了一下，也OK，可为啥不能正常工作了，又参考了原来的电路，将-Vs负电源端飞了一个-5V电源，结果立马好了，各项指标都OK
我就纳闷了，因为这个运放明明是支持单电源供电的，输入电压也在范围之内，可为啥不行，然后又把芯片手册仔细翻看了一下，终于有了结论.
原因
这个手册里清楚的写着，参考电压和电源电压决定了共模输入电压范围，根据公式，在我设计电路输入共模电压范围：
Vcm_upper <= 11*(+Vs-1.2)-10*Vref = 11*(12-1.2)-10*0= 118V
Vcm_lower >= 11*(-Vs+1.2)-10*Vref = 11*(0+1.2)-10*0= 13.2V
共模电压Vcm = （+IN + -IN）/2 因为-IN是接AGND，这根据上述电路，+IN的范围：
26.4 <= +IN <= 236 这个范围电路才能正常工作
所有对于输入0~7V的电压范围肯定是无效的，电路工作才怪！
对于后来电路改为-Vs接-5V，计算公式如下：
Vcm_upper <= 11*(+Vs-1.2)-10*Vref = 11*(12-1.2)-10*0= 118V
Vcm_lower >= 11*(-Vs+1.2)-10*Vref = 11*(-5+1.2)-10*0= -41.8V
共模电压Vcm = （+IN + -IN）/2 因为-IN是接AGND，这根据上述电路，+IN的范围
-83.6 <= +IN <= 236
0~7V的输入信号在这个范围内。所有电路正常工作
结论
1.芯片手册是要认真看的
2.AD628的正电源可以直接接5V，差分电路和普通运放还是有差别的，普通运放要求输入输出必然在电源范围内
3.AD628成本比较高，实际采用普通运放也可以实现，以后再聊吧
通过这个项目，也知道了差分运放采用单电源供电的要求比较多，不是那么想象的简单
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