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  • 单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端,差分是将单端信号进行差分变换,输出两个信号,一个和原信号同相,一个和原信号反相。差分信号有较强的抗共模干扰能力,适合较长距离传输,单端信号...

    单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端,差分是将单端信号进行差分变换,输出两个信号,一个和原信号同相,一个和原信号反相。差分信号有较强的抗共模干扰能力,适合较长距离传输,单端信号则没有这个功能。信号传输到接收端后,可以再将差分信号转变为单端信号。很多情况下需要将单端信号转为差分信号,这就要求有一种可以将单端信号转换为差分信号的电路,即单端-差分转换器。

    单端转差分信号电路详解

    单端怎么转差分信号_单端转差分信号电路详解

    上图中电路是一种双放大器反馈结构,其中运放决定了电路的精度以及噪声性能,而差分放大器则扮演了单端-差分转换功能。这个反馈结构抑制了AD8476的误差,包括噪声、失真、偏移、漂移,它用运放的大开环增益替代了AD8476内部的运放反馈回路。本质上,这个结构是采用运放针对输入端的开环增益,衰减了AD8476的误差。

    图中的外接电阻RF和RG设定单端-差分放大器的增益,即

    单端怎么转差分信号_单端转差分信号电路详解

    将RF短路,RG开路,可以设定为最低增益2。

    与任何反馈连接相同,必须非常注意确保系统的稳定。OP1177与AD8476的级联构成了一个组合式差分输出运放,其开环增益是OP1177开环增益与AD8476闭环增益的乘积。因此,AD8476的闭环带宽为OP1177的开环增益加了一极。为确保稳定性,AD8476的带宽应高于OP1177的单位增益频率。当电路的闭环增益大于2时,这个要求可以放松,因为电阻反馈

    网络可有效地将OP1177的单位增益频率降低RG/(RG+RF)。AD8476的带宽为5MHz,而OP1177的单位增益频率为1MHz,因此电路在任何增益下都不会有稳定性问题。

    当使用单位增益频率远大于差分放大器带宽的运放时,可以插用一个带宽限制电容CF,如图所示。电容CF与反馈电阻RF构成一个积分器,整个电路的带宽则为:

    单端怎么转差分信号_单端转差分信号电路详解

    带宽方程1/2系数的原因是:电路的输出是按单端反馈,而不是差分式。因此,电路的反馈系数与带宽都要减半。

    如果这个减少的带宽小于差分放大器的闭环带宽,则电路就会稳定。这种带宽限制技巧也可以将RG开路,从而获得2的增益。



    原文地址:http://m.elecfans.com/article/615845.html


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  • 单端差分Multsim电路仿真。
  • 差分放大器,单端差分工作的特点.zip
  • 单端差分信号

    千次阅读 2019-09-16 21:15:52
    单端信号与差分信号。 Single-Ended 单端信号 单端信号,单端信号是仅有一条信号线与一个参考地线(平面)。单端信号关心的是信号线与地的差值。 差分信号 差分信号 差分信号是具有两条数据信号线,一个参考...

    Single-Ended与Differential

    单端信号与差分信号。

    Single-Ended

    单端信号
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    单端信号,单端信号是仅有一条信号线与一个参考地线(平面)。单端信号关心的是信号线与地的差值。

    差分信号

    差分信号
    [外链图片转存失败(img-HkW7zLXq-1568639736046)(B18D498F69864298813AEE90B5FBF6B8)]

    差分信号是具有两条数据信号线,一个参考地线(平面)。差分信号的由来是最后接收端关心的仅仅是两个信号线上的电压差值,而不关心每条线对于地的电压差值。

    差分传输的优势

    • 抗干扰能力强,因为两条线耦合很好,当外界存在干扰时,几乎是同时加在两条线上,但是接收端只是关心差值,同时在两条线上的噪声可以被忽视。
    • 能有效抑制共模干扰,理想差分信号,两者极性相反,对外辐射的电磁场相互抵消,耦合越紧密,泄放到外部的电磁能量越少。
    • 差分信号可以不需要地参考信号,如RS485。

    差分信号常见误区

    • 认为差分信号不需要地平面作为回流路径,或者认为差分走线彼此为对方提供回流途径。

    [外链图片转存失败(img-rVR3SFeB-1568639736047)(BA6B9C0C9AC14B0DADA443BF6B262151)]

    • 地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径,其实在信号回流分析上,差分走线和普通的单端走线的机理是一致的,即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流,最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外,还存在相互之间的耦合,哪一种耦合强,那一种就成为主要的回流通路.在PCB电路设计中,一般差分走线之间的耦合较小,往往只占 10~20%的耦合度,更多的还是对地的耦合,所以差分走线的主要回流路径还是存在于地平面。当地平面发生不连续的时候,无参考平面的区域,差分走线之间的耦合才会提供主要的回流通路,尽管参考平面的不连续对差分走线的影响没有对普通的单端走线来的严重,但还是会降低差分信号的质量,增加 EMI,要尽量避免。

    • 认为保持等间距比匹配线长更重要。在实际的PCB布线中,往往不能同时满足差分设计的要求。由于管脚分布,过孔,以及走线空间等因素存在,必须通过适当的绕线才能达到线长匹配的目的,但带来的结果必然是差分对的部分区域无法平行。PCB 差分走线的设计中最重要的规则就是匹配线长,其它的规则都可以根据设计要求和实际应用进行灵活处理。

    Reference

    http://www.ewh.ieee.org/r5/denver/rockymountainemc/archive/2000/diffimp.pdf

    https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/0d/30/96/85/b8/f1/49/0c/DM00133498.pdf/files/DM00133498.pdf/jcr:content/translations/en.DM00133498.pdf

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  • 在部分,我们讨论了单端/伪差分输入、高阻抗单端差分和单电源。 提供衰减/增益和电平转换的单端差分(+/-5/10 V输入)。 这是一款常用配置,可用来扩展输入范围,尤其是+/-10V工业IO。 放大器可采用电压较低的...
  • 这就要求有一种可以将单端信号转换为差分信号的电路,即单端-差分转换器。  对很多应用而言,AD8476内置的小功率全差分精密放大器就足够完成单端-差分的转换功能。但对于需要更高性能的应用,可以将一只OP1177精密...
  • 这就要求有一种可以将单端信号转换为差分信号的电路,即单端-差分转换器。 对很多应用而言,AD8476内置的小功率全差分精密放大器就足够完成单端-差分的转换功能。但对于需要更高性能的应用,可以将一只OP1177精密...
  • 这就要求有一种可以将单端信号转换为差分信号的电路,即单端-差分转换器。  对很多应用而言,AD8476内置的小功率全差分精密放大器就足够完成单端-差分的转换功能。但对于需要更高性能的应用,可以将一只OP1177精密...
  • 单端差分、伪差分输入

    千次阅读 2018-09-05 18:41:07
    单端信号(single-end)是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端。   ADC单端输入 比如说UART232串口中,发送端TXD,接收端RXD,参考端是地,GND,是典型的单端...

    单端信号:

    单端信号(single-end)是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端。

     

    ADC单端输入

    比如说UART232串口中,发送端TXD,接收端RXD,参考端是地,GND,是典型的单端信号输入输出。

    单端输入时,是判断信号与 地的电压差。

     

    RS232单端信号接口示意图

    差分信号:

    差分(Differential)是将单端信号进行差分变换,输出两个信号,一个和原信号同相,一个和原信号反相。差分信号有较强的抗共模干扰能力,适合较长距离传输,单端信号则没有这个功能。

    差分输入时,是判断两信号线的电压差。

    差分信号波形图

    信号受干扰时 ,差分的两根线会同时受到影响,但电压差变化不大。而单端输入的一线变化时,GND不变,所以电压差变化较大。

    差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在一下三个方面:

      1. 抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好(最好相邻布线),当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

      2. 能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。

      3. 时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(lowvoltagedifferentialsignaling)就是指这种小振幅差分信号技术。

    单端转差分:

    RS485电路图,RS232与RS485之间的转换。485-A与485-B是差分输入输出对,485-RX为单端输出,485-TX为单端输入,485-DIR为方向控制,实现半双工通信。

    上图为典型全差分电路,所谓全差分即输入和输出均为差分的电路。上图所示为全差分运放电路。

    ADC差分输入

    伪差分输入:

    ADC伪差分输入

    为了既有差分输入的优点又有单端输入简单的优点,还有一种伪差分输入,通过把信号地连到ADCIN-端实现一种类似差分的连接。

    伪差分(Pseudo-differential)信号连接方式减小了噪声,并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接.在伪差分模式下,信号与输入的正端连接,信号的参考地与输入的负端连接。伪差分输入减小了信号源与设备的参考地电位(地环流)不同所造成的影响,这提高了测量的精度。

    伪差分输入与差分输入在减小地环流和噪声方面是非常相似的,不同的方面在于,差分输入模式下,负端输入是随时间变化的,而在伪差分模式下,负端输入一定仅仅是一个参考。描述伪差分的另外一种方式就是,输入仅仅在打破地的环流这个意义上是差分的,而参考信号(负端输入)不是作为传递信号的,而仅仅是为信号(正端输入)提供一个直流参考点。

    相关问题:

      • 伪差分输入能有效抑制共模噪声吗?

    能部分抑制。由于两线对“大地”阻抗不一致,所以抑制效果有限。

      • 伪差分输入与差分输入相比有哪些优缺点?

    既然是“伪装”的,原则上没有优点只有缺点。其缺点就是两线不对称,共模抑制效果有限。硬要凑一个优点的话,就是可以勉强将单端输出信号伪装成差分,效果比完全单端连接效果稍好一点(解决两端地的小范围浮动)。

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  • 单端输入差分放大电路输入信号的等效变换 单端输入差分放大电路输入信号的等效变换
  • 理解单端,全差分、伪差分

    千次阅读 2017-12-18 20:55:20
    单端信号(single-end)是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端。   ADC单端输入 比如说UART232串口中,发送端TXD,接收端RXD,参考端是地,GND,是典型的...


    单端信号:

    单端信号(single-end)是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端。

     

    ADC单端输入

    比如说UART232串口中,发送端TXD,接收端RXD,参考端是地,GND,是典型的单端信号输入输出。

    单端输入时,是判断信号与 地的电压差。

     

    RS232单端信号接口示意图

    差分信号:

    差分(Differential)是将单端信号进行差分变换,输出两个信号,一个和原信号同相,一个和原信号反相。差分信号有较强的抗共模干扰能力,适合较长距离传输,单端信号则没有这个功能。

    差分输入时,是判断两信号线的电压差。

    差分信号波形图

    信号受干扰时 ,差分的两根线会同时受到影响,但电压差变化不大。而单端输入的一线变化时,GND不变,所以电压差变化较大。

    差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在一下三个方面:

      1. 抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好(最好相邻布线),当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

      2. 能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。

      3. 时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(lowvoltagedifferentialsignaling)就是指这种小振幅差分信号技术。

    单端转差分:

    RS485电路图,RS232与RS485之间的转换。485-A与485-B是差分输入输出对,485-RX为单端输出,485-TX为单端输入,485-DIR为方向控制,实现半双工通信。

    上图为典型全差分电路,所谓全差分即输入和输出均为差分的电路。上图所示为全差分运放电路。

    ADC差分输入

    伪差分输入:

    ADC伪差分输入

    为了既有差分输入的优点又有单端输入简单的优点,还有一种伪差分输入,通过把信号地连到ADCIN-端实现一种类似差分的连接。

    伪差分(Pseudo-differential)信号连接方式减小了噪声,并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接.在伪差分模式下,信号与输入的正端连接,信号的参考地与输入的负端连接。伪差分输入减小了信号源与设备的参考地电位(地环流)不同所造成的影响,这提高了测量的精度。

    伪差分输入与差分输入在减小地环流和噪声方面是非常相似的,不同的方面在于,差分输入模式下,负端输入是随时间变化的,而在伪差分模式下,负端输入一定仅仅是一个参考。描述伪差分的另外一种方式就是,输入仅仅在打破地的环流这个意义上是差分的,而参考信号(负端输入)不是作为传递信号的,而仅仅是为信号(正端输入)提供一个直流参考点。

    相关问题:

      • 伪差分输入能有效抑制共模噪声吗?

    能部分抑制。由于两线对“大地”阻抗不一致,所以抑制效果有限。

      • 伪差分输入与差分输入相比有哪些优缺点?

    既然是“伪装”的,原则上没有优点只有缺点。其缺点就是两线不对称,共模抑制效果有限。硬要凑一个优点的话,就是可以勉强将单端输出信号伪装成差分,效果比完全单端连接效果稍好一点(解决两端地的小范围浮动)。


     

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      作者:杭州卿萃科技ALIFPGA 

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  • 理解单端、全差分和伪差分

    千次阅读 2018-10-19 01:42:07
      单端信号: 单端信号(single-end)是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考...差分(Differential)是将单端信号进行差分变换,输出两个信号,一个和原信号同相,一个和原信号...
  • 本身问是关于全差分、伪差分单端输入ADC的理解。
  • 此芯片可将单端信号转为差分信号。为422差分信号驱动器。
  • 牛人关于差分信号与单端信号的精辟点评
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  • 常用单端差分转换电路

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空空如也

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单端50差分100