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用单端仪表放大器实现全差分输出

跟着对精度要求的不合前进,全差分旌旗灯号链组件因出色的机能脱颖而出,这类组件的一个主要优点是可经由过程旌旗灯号路由拾取噪声抑制。因为输出会拾取这种噪声,输出常常会呈现偏差并因而在旌旗灯号链中进一步衰减。此外,差分旌旗灯号可以实现两倍于同一电源上的单端旌旗灯号的旌旗灯号范围。是以,全差分旌旗灯号的信噪比(SNR)更高。经典的三运放仪表放大年夜器具有许多优点,包括共模旌旗灯号抑制、高输入阻抗和正确(可调)增益;然则,在必要全差分输出旌旗灯号时,它就力所不及了。人们已经应用一些措施,用标准组件实现全差分仪表放大年夜器。然则,它们有着各自的毛病。

图1.经典仪表放大年夜器。

一种技巧是应用运算放大年夜器驱动参考引脚,正输入为共模,负输入为将输出连接在一路的两个匹配电阻的中间。该设置设置设备摆设摆设应用仪表放大年夜器输出作为正输出,运算放大年夜器输出作为负输出。因为两个输出是不合的放大年夜器,是以这些放大年夜器之间动态机能的掉配会极大年夜地影响电路的整体机能。此外,两个电阻的匹配导致输出共模随输出旌旗灯号运动,结果可能导致掉真。在设计该电路时,在选择放大年夜器时必须斟酌稳定性,并且可能必要在运算放大年夜器上设置一个反馈电容,用于限定电路的总带宽。着末,该电路的增益范围取决于仪表放大年夜器。是以,弗成能实现小于1的增益。

图2.应用外部运算放大年夜器天生反相输出。

另一种技巧是将两个仪表放大年夜器与输入开关并联。与前一电路比拟,这种设置设置设备摆设摆设具有更好的匹配驱动电路和频率相应。但它不能实现小于2的增益。该电路还必要周详匹配增益电阻,以实现纯差分旌旗灯号。这些电阻的掉配会导致输出共模电平的变更,其影响与先前的架构相同。经由过程交叉连接两个仪表放大年夜器,这种新电路应用单个增益电阻供给具有周详增益或衰减的全差分输出。经由过程将两个参考引脚连接在一路,用户可以根据必要调剂输出共模。

In_A的增益由以下等式推出。因为输入电压呈现在仪表放大年夜器2的输入缓冲器的正端子上,而电阻R2和R3另一真个电压为0 V,是以这些缓冲器的增益遵照适用于同相运算放大年夜器设置设置设备摆设摆设的等式。同样,对付仪表放大年夜器1的输入缓冲器,增益遵照反相运算放大年夜器设置设置设备摆设摆设。因为差分放大年夜器中的所有电阻都匹配,是以缓冲器输出的增益为1。

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