一种单端转差分信号的转换器的制作方法

1.本实用新型应用于差分信号电路的技术领域,特别涉及一种单端转差分信号的转换器。


背景技术：

2.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。差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的，在这两根线上的传输的信号就是差分信号。差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。共模干扰指的是干扰电压在信号线及其回线（一般称为信号地线）上的幅度相同，这里的电压以附近任何一个物体（大地、金属机箱、参考地线板等）为参考电位，干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动。市面上的单端转差分信号的转换器通常存在受偏置电压严重干扰，信号容易被破坏的缺点，因此有必要提供一种信号传输稳定、抗干扰强的单端转差分信号的转换器。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种信号传输稳定、抗干扰强的单端转差分信号的转换器。
4.本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括运算放大模块和差分放大模块，所述差分放大模块的输入端与所述运算放大模块电连接，所述运算放大模块包括运算放大器u1，所述运算放大器u1的芯片型号为opa188aidbvr，所述运算放大器u1的第三引脚接入单端信号输入adc in,所述差分放大模块包括差分放大器u2，所述差分放大器u2的第四引脚接入第一输出差分信号dmm_durr_p,所述差分放大器u2的第五引脚接入第二输出差分信号dmm_durr_n。
5.由上述方案可见，所述差分放大器u2的芯片型号为ad8476armz，所述运算放大器u1的芯片型号为opa188aidbvr，因为vin+ = vin-，所以adc-in的电压等于vout，形成了电压跟随，但是在此过程中增加了信号电压的功率，使得信号不会丢失，opa188aidbvr增益带宽为2mhz，零漂移可达0.03μv/
°
c，所述差分放大器u2的第四引脚和第五引脚分别接入所述第一输出差分信号dmm_durr_p和所述第二输出差分信号dmm_durr_n。所述单端转差分信号的转换器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，而所述差分放大器u2则扮演了单端-差分转换功能。这个反馈结构抑制了ad8476armz的误差，噪声、失真、偏移、漂移，ad8476armz的输出直接反馈回opa188aidbvr利用了运放的开环增益替代
ad8476armz内部的运放反馈回路。这个结构是采用运放针对输入端的开环增益，衰减了ad8476armz的误差，
6.根据运放的原理vout=vin, vin+=vin
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，从电路的分析得到 :
7.vout-（ad8476）=vadc_in；
8.vout+（ad8476）+ vout-（ad8476）= 2 vcom（ad8476）；
9.结合上述公式可以得到 vout+（ad8476）= 2 vcom（ad8476）
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vadc_in；
10.可以得到整个单端转差分的信号增益是2，这样是电路对于特定的微小信号有极强的安全保护，vcom的电压有r1和r2分压得到r2/(r1+r2),由于采用精密电阻，只要保证电阻的精度，就可以使vcom的精度得到保证，现在的精度是0.1%，vcom作为基准电压就可以消除运放中的放大部分的固定偏置电压，使0.3~0.7v的小电压信号也会很好的保存，不会因此被偏置电压给截掉。使用精密电阻分压设置ad8476armz的基准电压vcom，保护了信号不被运放本身的偏置电压所干扰，最大的保护信号的完整性。通过将差分信号转换为差分信号，在信号的传输路径中，当受到共模干扰时，由于是差分信号，可以将其抑制，提高了信噪比，和降低二次谐波的失真。
11.一个优选方案是，所述运算放大模块还包括第一电容c1、第二电容c3、第三电容c5、第四电容c8以及第五电容c10，所述运算放大器u1的第五引脚分两路，一路接+5v电压，另一路通过所述第一电容c1和所述第二电容c3接地，所述运算放大器u1的第二引脚分两路，一路接-5v电压，另一路通过所述第三电容c5和所述第四电容c8接地，所述运算放大器u1的第四引脚通过所述第五电容c10接所述运算放大器u1第一引脚与所述差分放大器u2第八引脚的节点。
12.由上述方案可见，所述运算放大模块与所述差分放大模块电连接，组成二级反馈网络，所述第一电容c1和所述第二电容c3能滤除噪声，保证所述单端转差分信号的转换器具有较强的抗干扰能力。
13.一个优选方案是，所述差分放大模块还包括第六电容c2、第七电容c4、第八电容c6、第九电容c9、第十电容c7、第一电阻r1以及第二电阻r2，所述差分放大器u2的第二引脚分两路，一路接+5v电压，另一路通过所述第六电容c2和所述第七电容c4接地，所述差分放大器u2的第七引脚分两路，一路接-5v电压，另一路通过所述第八电容c6和所述第九电容c9接地，所述差分放大器u2的第六引脚悬空，所述第一电阻r1的一端接+5v电压，所述差分放大器u2的第一引脚和第三引脚分两路，一路通过所述第二电阻r2接地，另一路接所述第一电阻r1与所述第十电容c7的节点。
14.由上述方案可见，所述第一电阻r1为限流电阻，保证所述差分放大器u2可以正常工作。
附图说明
15.图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
16.如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括运算放大模块和差分放大模块，所述差分放大模块的输入端与所述运算放大模块电连接，所述运算放大模块包括运算放大器
u1，所述运算放大器u1的芯片型号为opa188aidbvr，所述运算放大器u1的第三引脚接入单端信号输入adc in,所述差分放大模块包括差分放大器u2，所述差分放大器u2的第四引脚接入第一输出差分信号dmm_durr_p,所述差分放大器u2的第五引脚接入第二输出差分信号dmm_durr_n。
17.在本实施例中，所述运算放大模块还包括第一电容c1、第二电容c3、第三电容c5、第四电容c8以及第五电容c10，所述运算放大器u1的第五引脚分两路，一路接+5v电压，另一路通过所述第一电容c1和所述第二电容c3接地，所述运算放大器u1的第二引脚分两路，一路接-5v电压，另一路通过所述第三电容c5和所述第四电容c8接地，所述运算放大器u1的第四引脚通过所述第五电容c10接所述运算放大器u1第一引脚与所述差分放大器u2第八引脚的节点。
18.在本实施例中，所述差分放大模块还包括第六电容c2、第七电容c4、第八电容c6、第九电容c9、第十电容c7、第一电阻r1以及第二电阻r2，所述差分放大器u2的第二引脚分两路，一路接+5v电压，另一路通过所述第六电容c2和所述第七电容c4接地，所述差分放大器u2的第七引脚分两路，一路接-5v电压，另一路通过所述第八电容c6和所述第九电容c9接地，所述差分放大器u2的第六引脚悬空，所述第一电阻r1的一端接+5v电压，所述差分放大器u2的第一引脚和第三引脚分两路，一路通过所述第二电阻r2接地，另一路接所述第一电阻r1与所述第十电容c7的节点。
19.在本实施例中，所述差分放大器u2的芯片型号为ad8476armz。
20.本实用新型的工作原理：所述运算放大器u1的第三引脚接入单端信号输入adc in,所述差分放大器u2的第四引脚接入第一输出差分信号dmm_durr_p,所述差分放大器u2的第五引脚接入第二输出差分信号dmm_durr_n，所述运算放大器u1的芯片型号为opa188aidbvr，因为vin+ = vin-，所以adc-in的电压等于vout，形成了电压跟随，在此过程中增加了信号电压的功率，使得信号不会丢失，所述第一电阻r1的一端接+5v电压，所述差分放大器u2的第一引脚和第三引脚分两路，一路通过所述第二电阻r2接地，另一路接所述第一电阻r1与所述第十电容c7的节点。