構(gòu)建用于電壓輸出和電流輸出DAC的單端差分轉(zhuǎn)換器

很多應(yīng)用都需要差分信號(hào)，以獲得較高的信噪比，提高對(duì)共模噪聲的抑制能力，并獲得較低的二次諧波失真，例如驅(qū)動(dòng)調(diào)制解調(diào)器ADC、通過雙絞線電纜傳輸信號(hào)，以及高保真音頻信號(hào)的調(diào)整等。這就要求有一種可以將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)的電路，即單端-差分轉(zhuǎn)換器。

對(duì)很多應(yīng)用而言，AD8476內(nèi)置的小功率全差分精密放大器就足夠完成單端-差分的轉(zhuǎn)換功能。但對(duì)于需要更高性能的應(yīng)用，可以將一只OP1177精密運(yùn)放與AD8476相級(jí)聯(lián)，如圖所示。這種單端-差分轉(zhuǎn)換器有高的輸入阻抗、(最大)2nA輸入偏移電流及相對(duì)輸入端的(最大)60μV偏移電壓和(最大)0.7μV/℃電壓偏移。

圖1 調(diào)節(jié)R F與R G的比值，就可以設(shè)定這個(gè)單端-差分轉(zhuǎn)換器

圖1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)輸入端的開環(huán)增益，衰減了AD8476的誤差。

圖中的外接電阻R F和R G設(shè)定單端-差分放大器的增益，即

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，其開環(huán)增益是OP1177開環(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>

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開路，從而獲得2的增益。