差分輸入ADC的單端到差分轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

單端信號(hào)需要轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，以便使用ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這個(gè)就所謂的ADC驅(qū)動(dòng)電路。

需要的結(jié)果為

Vp = Vcm + Vi/2
Vn = Vcm – Vi/2

這樣 Vp – Vn = Vi

使用簡(jiǎn)單的加法器和減法器完成這個(gè)功能。電路中Vcm = 2.5V

可以求得

Vp = Vcm+Vi
Vn = Vcm-Vi

得到的結(jié)果差分信號(hào)為輸入信號(hào)的2倍，實(shí)現(xiàn)單端到差分的轉(zhuǎn)換。上述結(jié)論需要信號(hào)源輸入阻抗為0。因此對(duì)于輸出阻抗較高的傳感器是不適用的。另外需要使用多個(gè)匹配度較好的電阻，否則會(huì)產(chǎn)生誤差。

考慮簡(jiǎn)化一下，使用下面的電路。

Vp = Vi
Vn = 2*Vcm – Vi

如果令Vp = Vcm+Vi，則可以得到 Vn = Vcm – Vi。

由

Vp – Vn = -2*Vcm+2*Vi

可以看出，差分輸出的結(jié)果實(shí)際上是輸入信號(hào)的2倍再減去 2倍Vcm。

當(dāng)然完全沒有必要再增加電路處理這個(gè)2倍Vcm，可以將AD轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)字處理。如果需要處理負(fù)輸入信號(hào)，這個(gè)電路需要使用正負(fù)電源供電。如果信號(hào)恒為正，則無此要求。

這個(gè)電路可以接收的信號(hào)范圍為：0~2*Vcm。

這個(gè)電路的好處是降低了信號(hào)源輸入阻抗的要求，減少了高精度電阻。提高了電路精度。通常需要依據(jù)信號(hào)的類型，選擇高精度的運(yùn)放并且運(yùn)放的增益帶寬積至少大于輸入信號(hào)帶寬的2倍。

審核編輯：彭菁