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RF1 RF2 RG1 RG2 VOCM VOUT + – + – RS/2 VSIG/2 VSIG/2 RS/2 VICM + + – – RG1 = RG2 RF1 = RF2 VOUT+ VOUT– VIN Rev.0, 10/08, WK Page 1 of 9 指南 MT-076 差分驱动器分析 差分驱动器可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： 公式 MT-076 RF1 RF2 RG1 RG2 VOCM VOUT + – + – RS/2 VSIG/2 RT VSIG/2 RS/2 VICM RIN = RG1 + RG2 = 2RG1 + + – – RG1 = RG2 RF1 = RF2 VD+ VD– ? VOUT+ VOUT– VIN RF1 = RF2 = G?RG1 Page 2 of 9 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。 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2RG1。端接电阻RT按照如下条件选择：RT||RIN = RS， 或者 公式 公式 这样，所需的反馈电阻值(RF1 = RF2)就可以通过下式计算： MT-076 RF2 RG1 RG2 RS VOCMVSIG VOUT + – + – RF1 VOUT+ VOUT– Page 3 of 9 情形3：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： 公式 4 公式 5 MT-076 RF2 RG1 RG2 RS VOCMVSIG VOUT + – + – RT VIN VOUT+ VOUT– Page 4 of 9 情形4：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，这将通过后面的公式计 算。计算过程如下： 公式 6 公式 7 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 公式 8 公式 9 公式 10 公式 11 公式 12 共模输入和输出考虑 使用差分放大器时必须小心，确保不要超过输入和输出共模电压范围，单电源应用中尤其 需要注意。 图6所示为差分放大器的一个应用：为了驱动一个ADC，必须将以地为基准的单端双极性信 号转换成差分信号。本例中，ADC的共模输入电压为+2.5 V，ADC的差分输入摆幅为4 V p-p。 如果电源电压至少为+5 V，那么有许多差分放大器可以处理该输出摆幅。 通过公式16求解RF2 = RF1： 正确端接时，RS = RT||RIN，因此公式15可以简化为： 将求解VSIG的公式12代入公式13： 输出电压可以表示为源电压的函数： 公式 13 公式 14 公式 15 公式 16 公式 17 MT-076 Input CM Voltage is a Scaled Replica of the Input Signal Input CM Voltage Partially Bootstraps Rg, Raisin