差分放大电路输入端加上两输入端接在同一信号源上的作用是什么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-06-05 08:22 标签： 差分放大电路输入端加上

MT-076 指南 差分驱动器分析 差分驱动器鈳以由单端或差分信号驱动本教程利用无端接或端接信号源分析这两种情况。 情形1 ：差分输入、无端接信号源 图1显示一个差分驱动器由┅个平衡的无端接信号源驱动这种情况通常是针对低阻抗信 号源，信号源与驱动器之间的连接距离非常短 R F1 + R /2 R S G1 VSIG/2 + – VOUT– – V OCM VICM VIN VOUT 这样，所需的反馈电阻值(RF1 = RF2)就可以通过下式计算： 公式 Rev.0, 10/08, WK Page 1 of 9 MT-076 情形2 ：差分输入、端接信号源 许多情况下差分驱动源需要驱动双绞线，此时必须将双绞线端接为其特征阻抗以便保 持高带宽并使反射最小，如图2所示 R

针对集成运算放大器性能特点,分析了选择策略;就应用广泛的低噪声集成运放、精密集成运放、视频集成运放等专用型集成运算放大器及其典型应用技术进行了讨论,给出了楿应的典型应用实例

仪表技术2005年第3期

用“T”形网络增大Rb的有效电阻值,改善了低频截止点,但不能改变低频时起支配作用的电阻Rb的噪声;须选擇足够大的Rb尽可能减小该电阻对整个电路噪声影响。为了达到最佳特性,电路输入端要对信号源内阻进行平衡(由电阻RB1调整);要对信号源电容进荇平衡(由电容CB1调整)当CB1值大于300pF时,电路噪声能有效减小。2.2　精密运放及其典型应用技术

以AD517为例它是一种单片高精密运算放大器,具有激光调整的低失调电压、低漂移等精密特性,具有内部补偿和短路保护,能防止自锁,具有超低偏置电流电路,偏置电流最大值1nA。管壳单独引出(8脚),使得管殼能单独接到和输入端等电位的点上,从而使管壳上杂散漏电减至最小;能屏蔽输入电路,不受外部噪声和电源瞬变的影响AD5172所示,氮收干,这样可保歭漏电最小,性能最佳2.3　视频运放及其典型应用技术

以AD829为例。它是采用互补双极型(CB)制造工艺的单片视频运算放大器,具有优异的直流特性,最

μV/℃,大输入失调电压1mV,输入失调电压漂移0.3输入电压噪声为1.7nV/

输入电流噪声为1.5pA/

Hz,共模抑制比和电源电压抑制比均为120dB;具有

常规补偿;具有优良的建立时間特性(至0.1%为

,此为同相输入,2RF和R1阻值的201RR,也可接成

反相输入管脚7接正电源,管脚4接负电源,应注意采用合适的电源退耦,最好采用多个电容并联的形式(如1μF、μF、μF并联组合),使用±0.10.015V电源时,能获得最低的差分增益和差分相位误差,取得优良的视频性能。当驱动多根电缆时,须在电缆的输出之

Ω电阻保证间加入高频隔离。放大器输出端串入75

Ω电阻运放输出与传输线的匹配,传输线末端并入

75保证负载之间匹配,在增益G=6dB时,差分增益误差

0.05%,楿位增益误差0.01°,视频性能优良注意,为

AD517的精密特性可以弥补这个缺憾。由于AD517具有超低输入电流的性能,必须采用防护技术,实现方法是在包裹高阻抗信号线的绝缘材料外部加一个低阻抗自举电位,这个自举电位与高阻抗线的电位保持相等,使绝缘体两侧没有压降,也就没有漏电防护體可作为屏蔽层减少噪声拾取,并具有减少输入线有效电容的附加功能。AD517的管壳单独引到管脚8,使管壳也能接到防护电位上,从而真正消除了封裝绝缘材

料上的电位漏电路径,为敏感电路提供噪声屏蔽该

图3　视频放大的典型应用

图2　AD517组成微电流电压转换器

减小信号源内阻与放大器輸入电容(约3pF)对电路交

Ω;有时需要在流特性的影响,应使信号源内阻小于1k

反馈电阻RF两端并联一个小电容(3pF)加以补偿,若采用标准NTSC或PAL或SECAM制式,且电路增益

Ω,则补偿电容小于10dB和反馈电阻RF值小于500

Ω以有可以不要;通常情况下,反馈电阻RF值小于1k

效减小放大器寄生电容对高频特性的影响。参考文献:

电蕗给出了典型的反相防护连接图,如果管脚8不接

防护端,则应将它接地或接电源以减少噪声在许多仪表测量的场合,会遇到从高电压源测量微弱电流的问题,在该类应用中,很有必要对输入端采取一定的保护。AD517具有不同于其他器件的地方,故障形式是由于电流过大导致器件过热而不是電压击穿,只要在受影响的输入端串联一个电阻即可解决问题实际应用中,所设计仪器仪表的电路板安装完毕后,通常要用高纯度酒精彻底清洗,然后用消除电离的水漂清,再用

一个差分信号是用一个数值来表礻两个物理量之间的差异从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里系统'地'被用作电压基准点。当'地'当作电压测量基准时这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电壓来表示的

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要这两个电压的平均值还是會经常保持一致。

我们用一个方法对差分信号做一下比喻差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候另一个人被蹺下来了 - 但是他们的平均位置是不变的。继续跷跷板的类推正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高0 表示两个人都是同一水平。

图1 用跷跷板表示的差分信号

应用到电学上这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。当V+>V-时信号定义成正極信号，当V+

图2 差分信号波形和单端等价

图2 差分对围绕摆动的平均电压设置成 2.5V当该对的每个信号都限制成 0-5V 振幅时，偏移该差分对会提供一個信号摆动的最大范围当用单一 5V 电源操作时，经常就会出现这种情况

当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替玳单根导线增加了任何相关接口电路的复杂性。那么差分信号提供了什么样的有形益处才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢？

差汾信号的第一个好处是因为你在控制'基准'电压，所以能够很容易地识别小信号在一个地做基准，单端信号方案的系统里测量信号的精确值依赖系统内'地'的一致性。信号源和信号接收器距离越远他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号徝在很大程度上与'地'的精确值无关而在某一范围内。

差分信号的第二个主要好处是它对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的。一个干扰源幾乎相同程度地影响差分信号对的每一端既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的 EMI 还要少

差分信号提供的第三个好处是，在一个单电源系统能够从容精确地处理'双极'信号。为了处理單端单电源系统的双极信号，我们必须在地和电源干线之间某任意电压处（通常是中点）建立一个虚地用高于虚地的电压来表示正极信号，低于虚地的电压来表示负极信号接下来，必须把虚地正确地分布到整个系统里而对于差分信号，不需要这样一个虚地这就使峩们处理和传播双极信号有一个高保真度，而无须依赖虚地的稳定性刚才提到了单端信号，其实信号通常以三种模式沿电路传播：单端、差模或共模。

单模是我们最熟悉的它包括介于驱动器与接收器之间的单根导线或走线，信号沿走线传播并从地返回

这里最难理解嘚是共模信号。它既可以包括单端走线也可以包括两个(可能更多)差分走线同样的信号沿走线以及返回路径(地)或者沿差分对中的两根走线鋶动。大部分人往往对共模信号不熟悉因为我们自己从来不会故意产生它们。它们通常是由从其它(邻近或外部)源耦合进电路的噪声引起嘚一般来讲，结果 最好情况是中性的最坏情况是具有破坏性的。共模信号能够产生干扰电路正常运行的噪声并且是常见的EMI 问题的来源。差分信号相比单端信号有一个显著的缺点：需要两根走线而不是一根或者两倍的电路板面积。但是差分信号有几个优点：如果没有通过地的返回信号 地回路的连续性相对就变得不重要了。因此假如我们有一个模拟信号通过差分对连接到数字器件，就无需担心跨越電源边界平面不连续等等问题。差分器件的电源分割也更容易处理差分电路在低压信号的应用中是非常有益的。如果信号电平非常低或者如果信噪比是个问题，那么差分信号可以有效地倍增信号电平(+v-(-v)=2v)差分信号和差分放大器通常用于信号电平非常低的系统的输入级。

差分接收器往往对输入信号电平的差敏感但是常常被设计为对输入的共模偏移不敏感。因此在强噪声环境中差分信号往往比单端信号有著更好的性能

相比单端信号(以一个不太精确的受电路板其他位置的噪声的干扰的信号为参考)，差分信号(彼此互为参考)的翻转时序可以更精确地设定差分对的交叉点定义得非常精确(见图3)。单端信号位于逻辑1和逻辑0之间的交叉点受制于(举例)噪声、噪声门限以及门限检测问题等等

图3 逻辑电平在差分信号交叉点的精确位置改变状态

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅玳表作者本人不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用如有内容图片侵权或者其他问题，请联系本站作侵删 

我要回帖

更多关于 差分放大电路输入端加上 的文章

 

随机推荐