原创 差分输入ADC的单端到差分转换器驱动设计

2024-5-27 16:18 360 2 2 分类: 模拟 文集: 电路分析设计

单端信号需要转换成差分信号,以便使用ADC进行转换。这个就所谓的ADC驱动电路。

需要的结果为

Vp = Vcm + Vi/2

Vn = Vcm – Vi/2

这样 Vp – Vn = Vi

使用简单的加法器和减法器完成这个功能。 电路中Vcm = 2.5V

可以求得

Vp = Vcm+Vi

Vn = Vcm-Vi



得到的结果差分信号为输入信号的2倍,实现单端到差分的转换。上述结论需要信号源输入阻抗为0。因此对于输出阻抗较高的传感器是不适用的。另外需要使用多个匹配度较好的电阻,否则会产生误差。

考虑简化一下,使用下面的电路。

Vp = Vi

Vn = 2*Vcm – Vi

如果令Vp = Vcm+Vi,则可以得到 Vn = Vcm – Vi。

Vp – Vn = -2*Vcm+2*Vi

可以看出,差分输出的结果实际上是输入信号的2倍再减去 2倍Vcm。

当然完全没有必要再增加电路处理这个2倍Vcm,可以将AD转换后进行数字处理。如果需要处理负输入信号,这个电路需要使用正负电源供电。如果信号恒为正,则无此要求。

这个电路可以接收的信号范围为:0~2*Vcm。

这个电路的好处是降低了信号源输入阻抗的要求,减少了高精度电阻。提高了电路精度。通常需要依据信号的类型,选择高精度的运放并且运放的增益带宽积至少大于输入信号带宽的2倍。

作者: southcreek, 来源:面包板社区

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文章评论1条评论)

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southcreek 2024-6-6 16:37

简化版的转换器,虽然对电阻要求低了。但是小信号时输出满幅,后面没法做差分放大了。
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