單端-差分轉(zhuǎn)換電路

單端信號(hào)是相對(duì)于差分信號(hào)而言的，單端輸入指信號(hào)有一個(gè)參考端和一個(gè)信號(hào)端構(gòu)成，參考端一般為地端，差分是將單端信號(hào)進(jìn)行差分變換，輸出兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)和原信號(hào)同相，一個(gè)和原信號(hào)反相。差分信號(hào)有較強(qiáng)的抗共模干擾能力，適合較長(zhǎng)距離傳輸，單端信號(hào)則沒(méi)有這個(gè)功能。大多時(shí)候，信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩撕?，要將單端信?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘中盘?hào)。

單端轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路詳解

上圖中電路是一種雙放大器反饋結(jié)構(gòu)，其中運(yùn)放決定了電路的精度以及噪聲性能，而差分放大器則扮演了單端-差分轉(zhuǎn)換功能。這個(gè)反饋結(jié)構(gòu)抑制了AD8476的誤差，包括噪聲、失真、偏移、漂移，它用運(yùn)放的大開(kāi)環(huán)增益替代了AD8476內(nèi)部的運(yùn)放反饋回路。本質(zhì)上，這個(gè)結(jié)構(gòu)是采用運(yùn)放針對(duì)輸入端的開(kāi)環(huán)增益，衰減了AD8476的誤差。

圖中的外接電阻RF和RG設(shè)定單端-差分放大器的增益，即

將RF短路，RG開(kāi)路，可以設(shè)定為最低增益2。

與任何反饋連接相同，必須非常注意確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。OP1177與AD8476的級(jí)聯(lián)構(gòu)成了一個(gè)組合式差分輸出運(yùn)放，其開(kāi)環(huán)增益是OP1177開(kāi)環(huán)增益與AD8476閉環(huán)增益的乘積。因此，AD8476的閉環(huán)帶寬為OP1177的開(kāi)環(huán)增益加了一極。為確保穩(wěn)定性，AD8476的帶寬應(yīng)高于OP1177的單位增益頻率。當(dāng)電路的閉環(huán)增益大于2時(shí)，這個(gè)要求可以放松，因?yàn)殡娮璺答?/p>

網(wǎng)絡(luò)可有效地將OP1177的單位增益頻率降低RG/(RG+RF)。AD8476的帶寬為5MHz，而OP1177的單位增益頻率為1MHz，因此電路在任何增益下都不會(huì)有穩(wěn)定性問(wèn)題。

當(dāng)使用單位增益頻率遠(yuǎn)大于差分放大器帶寬的運(yùn)放時(shí)，可以插用一個(gè)帶寬限制電容CF，如圖所示。電容CF與反饋電阻RF構(gòu)成一個(gè)積分器，整個(gè)電路的帶寬則為：

帶寬方程1/2系數(shù)的原因是：電路的輸出是按單端反饋，而不是差分式。因此，電路的反饋系數(shù)與帶寬都要減半。

如果這個(gè)減少的帶寬小于差分放大器的閉環(huán)帶寬，則電路就會(huì)穩(wěn)定。這種帶寬限制技巧也可以將RG開(kāi)路，從而獲得2的增益。