AD转换芯片的模拟信号输入端方式为:全差分、伪差分、单端输入,其中全差分输入的效果最佳,现阶段ADC转换器为了提高其性能,建议用户使用全差分的输入方式。(AD7982、ADS8317等都能实现信号的全差分输入,图1所示为AD7982的应用电路,可见其输入端采用了全差分的输入方式),但普通传感器的输出信号多为单端信号,此时全差分放大器起到了关键的作用。
图1 AD7982的应用电路
全差分放大器(Fully-Differential)是一种应用在将单端信号转换为差分信号,或者将差分信号转换为差分信号的芯片。现以ADI公司的ADA4940-1为例,分析全差分放大器用作单端转差分信号时的工作原理以及外部电阻参数的计算。
图2 ADA4940-1的应用电路
图2所示为ADA4940-1的应用电路,按照其DATASHEET中描述可知,VOCM表示为输出信号的共模电压,其大小由外部输入决定,与输入信号的共模电压无关。电路中存在两个闭环,上下对称,为了使得闭环的性能一致,两个闭环的参数应该一致。
下面重点分析ADA4940作为单端转差分信号处理的实现: