深入分析差分驱动器,4种情形帮您看透~
差分驱动器可以由单端或差分信号驱动,今天我们就利用无端接或端接信号源来分析这两种情况。
01
差分输入、无端接信号源
图1显示一个差分驱动器由一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。
图1:差分输入、无端接信号源
设计输入为源阻抗 RS 、增益设置电阻 RG1 和所需的增益G。注意:增益相对于信号电压源 VSIG 进行测量。
相对于信号源 VSIG ,增益设置电阻的总值等于 RG1 + RS /2。此外, RG2 = RG1 。这样,所需的反馈电阻值( RF1 = RF2 )就可以通过下式计算:
02
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。
图2. 差分输入、端接信号源
设计输入为源阻抗 RS 、增益设置电阻 RG1 和所需的增益G。注意:对于端接情形,增益是相对于端接电阻的差分电压( VIN = VD + – VD- )进行测量。
对于平衡的差分驱动,输入阻抗 RIN等于2 RG1 。端接电阻 RT 按照如下条件选择: RT || RIN = RS, 或者
这样,所需的反馈电阻值( RF1 = RF2 )就可以通过下式计算:
03
单端输入、无端接信号源
许多应用中,差分放大器会提供一种有效的途径将单端信号转换成差分信号。图3显示的是无端接单端驱动器的情形。
图3. 单端输入、无端接信号源
设计输入为源阻抗 RS 、增益设置电阻 RG1 和所需的增益G。注意:增益相对于信号电压源 VSIG 进行测量。
为了防止 VOCM 在差分输出端产生不良的失调电压,差分放大器的两个输入端看到的净阻抗必须相等。因此,
这样,反馈电阻值就可以通过下式计算:
04
单端输入、端接信号源
图4显示一个极常见的应用,其中单端信号源驱动一条同轴电缆;为使反射最小并且保持高带宽,必须适当端接同轴电缆。
设计输入为源阻抗 RS 、增益设置电阻 RG1 和所需的增益G。注意:增益相对于端接电阻的电压 VIN 进行测量。
图4. 单端输入、端接信号源
已知所需的增益G、增益设置电阻 RG1 和信号源电阻 RS ,计算反馈电阻RF1A的初始值。此电阻的最终值将会略有提高,原因是需要提高 RG2 以匹配输入阻抗,这将通过下面的公式计算。计算过程如下:
输入电压 VIN 与信号源电压 VSIG 具有如下关系:
为了计算反馈电阻的最终值,使用图5所示的戴维宁等效电路。
图5. 戴维宁等效输入电路
输出电压可以表示为源电压的函数:
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