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深入分析差分驅動器，4種情形幫您看透~

時間：2021-12-07 15:59:59
關鍵字： 驅動器    信號源    RS    RF   
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[導讀]差分驅動器可以由單端或差分信號驅動，今天我們就利用無端接或端接信號源來分析這兩種情況。01差分輸入、無端接信號源圖1顯示一個差分驅動器由一個平衡的無端接信號源驅動。這種情況通常是針對低阻抗信號源，信號源與驅動器之間的連接距離非常短。圖1：差分輸入、無端接信號源設計輸入為源阻抗RS...


差分驅動器可以由單端或差分信號驅動，今天我們就利用無端接或端接信號源來分析這兩種情況。


01差分輸入、無端接信號源


圖1顯示一個差分驅動器由一個平衡的無端接信號源驅動。這種情況通常是針對低阻抗信號源，信號源與驅動器之間的連接距離非常短。




圖1：差分輸入、無端接信號源



設計輸入為源阻抗RS、增益設置電阻RG1和所需的增益G。注意：增益相對于信號電壓源VSIG進行測量。



相對于信號源VSIG，增益設置電阻的總值等于RG1 RS/2。此外，RG2=RG1。這樣，所需的反饋電阻值(RF1=RF2)就可以通過下式計算：





02差分輸入、端接信號源


許多情況下，差分驅動源需要驅動雙絞線，此時必須將雙絞線端接為其特征阻抗，以便保持高帶寬并使反射最小，如圖2所示。




圖2. 差分輸入、端接信號源



設計輸入為源阻抗RS、增益設置電阻RG1和所需的增益G。注意：對于端接情形，增益是相對于端接電阻的差分電壓(VIN=VD –VD-)進行測量。



對于平衡的差分驅動，輸入阻抗RIN等于2RG1。端接電阻RT按照如下條件選擇：RT || RIN = RS，或者




這樣，所需的反饋電阻值(RF1=RF2)就可以通過下式計算：





03單端輸入、無端接信號源


許多應用中，差分放大器會提供一種有效的途徑將單端信號轉換成差分信號。圖3顯示的是無端接單端驅動器的情形。




圖3. 單端輸入、無端接信號源



設計輸入為源阻抗RS、增益設置電阻RG1和所需的增益G。注意：增益相對于信號電壓源VSIG進行測量。



為了防止VOCM在差分輸出端產生不良的失調電壓，差分放大器的兩個輸入端看到的凈阻抗必須相等。因此，



這樣，反饋電阻值就可以通過下式計算：




04單端輸入、端接信號源


圖4顯示一個極常見的應用，其中單端信號源驅動一條同軸電纜；為使反射最小并且保持高帶寬，必須適當端接同軸電纜。



設計輸入為源阻抗RS、增益設置電阻RG1和所需的增益G。注意：增益相對于端接電阻的電壓VIN進行測量。




圖4. 單端輸入、端接信號源



已知所需的增益G、增益設置電阻RG1和信號源電阻RS，計算反饋電阻RF1A的初始值。此電阻的最終值將會略有提高，原因是需要提高RG2以匹配輸入阻抗，這將通過下面的公式計算。計算過程如下：





輸入電壓VIN與信號源電壓VSIG具有如下關系：




為了計算反饋電阻的最終值，使用圖5所示的戴維寧等效電路。




圖5. 戴維寧等效輸入電路



輸出電壓可以表示為源電壓的函數：





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