設計目標

設計の説明

この設計は、完全差動アンプ (FDA) を、差動入力差動出力アンプとして使用します。

デザイン ノート

1. 比 R2/R1 は R4/R3 と等しく、アンプのゲインを設定します。
2. 電源電圧が同じ場合、FDA の出力スイングは、シングル エンド アンプの 2 倍になります。これは、完全差動アンプが、出力の片方の端子だけがスイングしてもう片方はグランドや Vref に固定されているのではなく、両方の端子がスイングするためです。したがって、FDA の最低電圧は Vout+ が負のレール、Vout- が正のレールに保持されているときで、最高電圧は Vout+ が正のレール、Vout- が負のレールに保持されているときです。
3. FDA はノイズに敏感な信号に有効です。これは、グランドを基準とするシングル エンド信号とは異なり、両方の入力に等しく結合されるノイズを増幅しないためです。
4. 出力電圧は、Vocm により設定される出力同相電圧が中心となります。
5. 両方の帰還パスは、レイアウトにおいて対称に保つ必要があります。

設計手順

• 比 R2/R1 を設定し、AC 電圧ゲインを選択します。帰還パスのバランスを保つため、次のように設定します。
  
• Vs = 10V に対して出力レールが 9.8V と 0.2V であるとして、16Vpp が V_ocm = 5V で利用可能な出力範囲内であることを確認します。

  通常の動作では次のようになります。

  
• 並べ替えて、境界条件の各出力電圧を求めます。
  
• Vout = +8V および V_ocm = +5V について確認します。
  
• Vout = -8V および V_ocm = +5V について確認します。
  

  可能な最大スイングは次のとおりであることに注意してください。

  
• アンプの入力同相電圧範囲と帰還抵抗分圧器を使用して、出力範囲が 1V～9V のときの信号入力範囲を求めます。対称性から、片側を計算すれば十分です。
  

設計シミュレーション

AC シミュレーション結果

過渡シミュレーション結果

設計の参照資料

テキサス・インスツルメンツ、計測認証向け高 Q アクティブ差動バンドパス フィルタのリファレンス デザイン、TIDA-01036 ツール フォルダ

設計に使用されているオペアンプ

設計の代替オペアンプ