Какие проблемы возникают при преобразовании несимметричных сигналов в дифференциальные?

Описание приложения:

Мы преобразуем несимметричный выход ЦАП в дифференциальный. Выход ЦАП формирует сигнал постоянного тока (-10 В - +10 В) и синусоидальные волны ниже 100 кГц (ниже 100 мВ пик-пик). ЦАП уже имеет повторитель напряжения OpAmp на конце.

Причина преобразования в том, что я хочу экспортировать больший диапазон выходных данных. Диапазон несимметричного сигнала составляет 20 В, в то время как дифференциальный сигнал с тем же источником питания может обеспечить диапазон 40 В.

Нагрузка, на которую будет воздействовать выходное напряжение, представляет собой конденсатор с очень большим импедансом. Думаю, в этом случае балансные выходы для дифференциальных напряжений не нужны.

Вопрос

  1. Можно ли просто использовать инвертор напряжения на выходе ЦАП? Причина в том, что я могу найти небольшие операционные усилители с несколькими операционными усилителями в одном чипе.

  2. Какие соображения следует учитывать при разработке преобразователя для этой цели? Например, выбор операционных усилителей, резисторов обратной связи и т. д.

  3. Я видел, что в некоторых приложениях используются дифференциальные операционные усилители. Каковы их преимущества по сравнению с использованием операционных усилителей?

Вы говорите, что цель состоит в том, чтобы «экспортировать большой ассортимент продукции»? Я не понимаю, что вы имеете в виду под словом «экспорт». Обычно причиной перехода к дифференциальному режиму является избежание синфазного шума (который может повлиять, например, на отправку сигнала по витой паре). Простое удвоение амплитуды не принесет пользы, если только вы не сможете удвоить отношение сигнал/шум (SNR).
Какой номинал конденсатора?
Отнесено ли выходное синфазное напряжение к земле или к чему-то еще?
@jpcgt В нашем случае это будет управляющее напряжение для управления устройством, подобным конденсатору. Диапазона 20В недостаточно. Пока диапазона 40В достаточно.
@Andyaka Емкость должна быть довольно маленькой, около 10 пФ. Это конденсатороподобное устройство, а не настоящий конденсатор.
@SpehroPefhany Спасибо за ваш ответ. Для выхода синфазное напряжение относится к его земле. Для нагрузки он видит только разность напряжений на нем и не имеет реального опорного напряжения. Я отвечаю на ваш вопрос?

Ответы (1)

  1. Да, ты можешь.
  2. Способность стабильно управлять емкостной нагрузкой, низкое напряжение смещения, высокое подавление синфазного сигнала, высокое подавление источника питания, высокий входной импеданс, высокая полоса пропускания, обычные подозреваемые (но в порядке, который был бы наиболее важным) Сопротивление обратной связи, вероятно, должно быть включено 1 кОм-10 кОм, чем выше, тем ниже вы получите «шум Джонсона», и вы получите чрезмерный ток, отбираемый от узла (эмпирическое правило заключается в том, чтобы выбрать его так, чтобы резистивная лестница для обратной связи потребляла только 1/10 от максимального выходного тока. )
  3. Преимущества дифференциального операционного усилителя для преобразования одиночного сигнала в дифференциальный: не нужно беспокоиться о несоответствии двух разных входных смещений (каждый несимметричный операционный усилитель будет иметь свое собственное смещение на входе), я уверен, что есть и другие, но я не могу о них думать.
Спасибо за ваш ответ Дэйв. Не могли бы вы объяснить, что вы подразумеваете под несоответствием двух разных входных смещений?
Очень упрощенный способ понять это - просто думать о том, что входы всегда должны отличаться на несколько мВ, чтобы на самом деле выводить ноль. Таким образом, если вы привяжете один вход к земле, а затем используете другой в качестве входа, когда у вас будет ноль на выходе, вы фактически поместите на вход что-то чуть больше нуля. Это приводит к систематической ошибке постоянного отключения из-за этого входного напряжения смещения. Теперь , если первый операционный усилитель выключен на +2,3 мВ, а второй операционный усилитель выключен на -3,5 мВ, то формы сигналов, которые они выводят, не будут обратно симметричными. Это приведет к смещению постоянного тока в ваших показаниях.
Какие проблемы возникают при преобразовании несимметричных сигналов в дифференциальные?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v