深入分析差分驱动器,4种情形帮您看透~

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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2RG1。端接电阻RT按照如下条件选择:R|| 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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