全差分運放阻抗匹配計算(三)

2022-05-02 14:48:12 字數 1461 閱讀 4119

最近在使用全差分運放ad8132對高頻和低頻訊號進行處理過程中,一度對全差分運放再度陌生,在對晶元資料進行詳細閱讀分析以及參考網路部落格的過程中,逐漸揭開了全差分運放的神秘面紗。

全差分放大器 (fda):即指輸入和輸出都是差分訊號的運放,其優點為能提供更低的雜訊,較大的輸出電壓擺幅和共模抑制比,可較好地抑制諧波失真的偶數階項等。

單端訊號輸入差分訊號輸出的應用,其端接電阻值極端就比較繁瑣,需要多次迭代才可以達到理想的匹配以及增益。

首先根據應用初步確定增益電阻rg以及分饋電阻rf,並且rf1=rf2,rg1=rg2以保持差分放大的平衡。

根據圖中式子求出輸入端等效阻抗值rin。

為了匹配訊號源阻抗rs,需要做到rs=rt//rin,可以計算出端接電阻rt。

根據戴維南定理可以得到訊號源的等效訊號源模型,vin(等效)=vin(源)*rt*rs/(rt+rs),簡單講就是分壓原理;

然後計算等效訊號源的內阻:rs=rt//rs(rs代表原始內阻,rs代表等效變換之後的等效內阻)。

更換為等效訊號源之後將等效內阻rs考慮到增益電阻rg1之中,為了保持設計平衡,同樣的在rg2端增加乙個電阻rts=rs。

由於增益電阻增加了rts,相應的增益會比設計之初增大一些,需要調整rf使得增益達到理想值。依次迭代,直到得出比較理想的增益以及阻抗匹配網路。

舉例:當rg=rf=200時:輸入阻抗rin=267。

帶源電阻和終端電阻的單端電路

單端輸入電阻為267ω。併聯電阻rt應等於61.5ω,才能將267ω輸入電阻減小至50ω。

這個電路初看起來非常完整,但不匹配的61.5ω電阻與50ω的併聯並增加到了上面的rg電阻(  61.5//50=27.57),這就改變了增益和單端輸入電阻,並且造成反饋係數失配。在低增益情況下,輸入電阻的變化很小,暫時可以忽略,但反饋係數仍然必須匹配。解決這個問題的最簡單方法是增加下面rg的阻值。

根據戴維南定理可以得到訊號源的等效訊號源模型:

最終電路

全差分運放阻抗匹配計算(四)

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