一种双极性差分信号转单极性单端信号的电路的制作方法

本实用新型涉及一种差分信号转换电路，具体的说，是一种双极性差分信号转单极性单端信号的电路，属于差分信号转换电路技术领域。

背景技术：

在电路设计中，板上信号传输常采用差分传输和单端信号传输，差分信号由于两根线靠得很近且信号幅值相等，这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等，同时他们的信号极性相反，其电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小，能有效的抑制电磁干扰(emi)，而且差分信号的接受端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点，作为判断逻辑0/1跳变的点，能准确的实现时序定位，因此，对于板上信号传输，优先采用差分信号。但对于有些信号处理芯片，比如ad转换芯片等，器件输入端要求为单极性单端输入信号，这样就需要一种转换电路实现双极性差分信号到单极性单端输入信号的转换。现有技术中，通常采用运放来实现差分信号向单端信号的转换，但使用这种方法的信号可能是双极性信号，或者是负向的信号，不符合接收端信号要求。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种双极性差分信号转单极性单端信号的电路，先对差分信号进行叠加和极性变换处理，用于将双极性差分信号转换为单极性单端信号。

为了解决所属技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种双极性差分信号转单极性单端信号的电路，包括信号叠加处理电路、信号极性处理电路和信号转换电路，信号叠加处理电路的输入端与差分正极信号、叠加基准电压信号相连，对差分正极信号和叠加基准电压信号进行叠加处理，输出一种单极性的电压信号；信号极性处理电路对信号叠加处理电路输出的单极性电压信号进行极性变换，输出一种正向的单极性电压信号；信号转换电路的输入端与信号极性处理电路输出的正向单极性电压信号以及差分负极信号相连，对正向单极性电压信号和差分负极信号进行差分运算，输出一种正向的单端电压信号。

进一步的，所述信号叠加处理电路包括运算放大器u1、电阻r3、r4和反馈电阻rf1，差分正极信号、叠加基准电压信号分别通过电阻r3、r4连接至运算放大器u1的负极输入端，运算放大器u1的正极输入端直接接地，运算放大器u1的输出端输出叠加处理后的负向单端电压信号，并且运算放大器u1的输出端通过反馈电阻rf1接入其负极输入端。

进一步的，所述信号极性处理电路包括运算放大器u2，运算放大器u2的负极输入端与信号叠加处理电路的输出端相连，运算放大器u2的正极输入端直接接地，运算放大器u2的输出端输出极性变换后的正向单极性电压信号，并且运算放大器u2的输出端直接反馈接入其负极输入端。

进一步的，信号转换电路包括运算放大器u3、电阻r2、r5、r6、反馈电阻r7，运算放大器u3的正极输入端通过电阻r5与运算放大器u2的输出端相连，运算放大器u3的负极输入端通过电阻r6与差分负极信号相连，运算放大器u3的输出端输出差分运算后的正向单端电压信号，并且运算放大器u3的输出端经过反馈电阻r7反馈连接至负极输入端，反馈电阻r7的两端并联有电容c2，运算放大器u3的正极输入端与地之间连接有并联的电阻r2、电容c1。

本实用新型的有益效果：本实用新型提出的一种带极性转换的差分信号转单端信号电路，具有电路设计简单、方便应用的特点，适用于输入信号差分、单端混有，而信号处理芯片为单端输入的电路系统。

附图说明

图1为信号叠加电路的电路原理图；

图2为信号极性处理电路的电路原理图；

图3为信号转换电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种带极性转换的差分信号转单端信号电路，用于将双极性差分信号转换为单极性单端信号输出信号。

所述转换电路由三部分信号调理电路组成，分别为：信号叠加处理电路、信号极性处理电路和信号转换电路。

所述信号叠加处理电路如图1所示，差分输入的正极信号vin+与叠加基准电压信号vref经分别经电阻r3、r4接入运算放大器u1的负极，运算放大器u1的正极直接接地，运算放大器u1的输出信号vo1经反馈电阻rf1接入运算放大器u1的负极输入端。取r3＝r4＝r，则对电路进行计算得出vo1。

根据上述公式得出，若vin+为双极性信号，取vref为正极直流电压信号，则信号可转换为以-vref为中心点上下波动的纯负极信号vo1。

所述信号极性处理电路如图2所示，信号叠加处理电路输出的电压信号vo1接入运算放大器u2的负极输入端，运算放大器u2的正极直接接地，运算放大器u2的输出信号vs1直接接入运算放大器u2的负极输入端，构成一反向电压跟随器。对电路进行计算得出vs1，vs1为以vref为中心点上下波动的纯正极信号。

vs1＝-vo1

所述信号转换电路如图3所示，信号极性处理电路输出的电压信号vs1经电阻r5接入运算放大器u3的正极输入端，正极输入端通过运算电阻r2接地，差分输入的正极信号vin-经电阻r6接入运算放大器u3的负极输入端，运算放大器的输出信号vo1经反馈电阻rf2接入运算放大器的负极输入端，电容c2并联在反馈电阻rf2的两端，运算放大器u3的正极输入端与地之间连接有并联的电阻r2、电容c1。取rf2/r6＝r2/r5,对电路进行计算得出vo。

上述三个电路按上述连接关系连接在一起构成本发明的整体电路原理图，针对双极性差分信号(vin+,vin-)进行转换，根据前面所述，分别取r3＝r4＝r，vin+<vref/2，rf2/r6＝r2/r5，双极性差分信号(vin+,vin-)经该电路信号处理后转换为单端单极性信号vo输出，信号计算公式如下。

本实施例提出的一种带极性转换的差分信号转单端信号电路，电路设计简单，方便应用的特点，适用于输入信号差分、单端混有，而信号处理芯片为单端输入的电路系统。

以上描述的尽是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。