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  • 使用全差分放大器的单端输入至差分输出电路

    • ZHCA877A January   2019  – September 2024 THS4131 , THS4561

       

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Analog Engineer's Circuit

使用全差分放大器的单端输入至差分输出电路

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设计目标

输入 输出 电源
单端 差分 Vcc Vee
0V 至 1V 16Vpp 10V 0V
输出共模 3dB 带宽 交流增益 (Gac)
5V 3MHz 16 V/V

设计说明

该设计将全差分放大器 (FDA) 作为单端输入至差分输出放大器。

设计说明

  1. R4/R3 比率与 R2/(R5||R6) 相同,可以设置放大器增益。
  2. 单端输入和差分输入之间的主要区别在于可用输入摆幅仅为一半。这是因为其中一个输入电压固定为参考值。
  3. 建议将此参考值设置为中等输入信号范围,而不是最小输入范围,以便在测得的差分输入中产生极性反转。这保留了输出交叉的能力,由此 FDA 可以实现两倍的输出摆幅。
  4. 基准电压阻抗必须等于信号输入电阻。要做到这一点,需要创建戴维南等效电阻分压器,该分压器具有正确的基准电压与阻抗。

设计步骤

  • 找到 Vs = 10V 时产生 0.5V、1kΩ 参考值的电阻分压器。
  • 确认 0V 最小输入电压和 1V 最大输入电压产生的输出是否在 9.4V 范围 (Vocm = 5V) 内。

    电阻分压器作为 0.5V 基准时,所测得的 0V VIN 差分输入为:

  • 输出为:
  • 同样,对于 1V 输入:
注:

基准电压为 0V 时,1V 输入会导致输出电压大于放大器的输出范围最大值。

设计仿真

 交流仿真结果交流仿真结果
 瞬态仿真结果瞬态仿真结果

设计参考资料

德州仪器 (TI),设计前端以驱动差分 ADC,高精度实验室视频

设计特色运算放大器

THS4561
Vss 3V 至 13.5V
VinCM Vee-0.1V 至 Vcc-1.1V
Vout Vee + 0.2V 至 Vcc - 0.2V
Vos 待定
Iq 待定
Ib 待定
UGBW 70MHz
SR 4.4V/µs
通道数 1
THS4561

设计备选运算放大器

THS4131
Vss 5V 至 33V
VinCM Vee+1.3V 至 Vcc-0.1V
Vout 不确定
Vos 2mV
Iq 14mA
Ib 2µA
UGBW 80MHz
SR 52V/µs
通道数 1
THS4131

商标

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