來源:壹芯微 發布日期
2024-07-31 瀏覽:-差分放大電路作為模擬集成運算放大器的核心輸入級,其設計旨在通過對稱的兩個基本放大單元及共發射極電阻Re的耦合,實現信號的穩定放大和共模幅度信號的抑制。這種電路不僅能夠穩定靜態工作點,還能有效增強差模信號,廣泛應用于直接耦合及測量電路的輸入端。
全差分放大器(FDA)在現代電子設計中扮演著不可或缺的角色,尤其是在需要抑制直流失調時。盡管外部環境如溫度變化和直流電源波動可能導致靜態工作點和零漂的變化,但差分放大電路通過引入直流負反饋或溫度補償技術,有效地克服了這些挑戰。
傳統單端放大器的局限性在于其對外部干擾的敏感性,而全差分放大器通過雙放大器的配置,提供了對抗外部噪聲的能力,進一步加強了電路的動態范圍和抑制偶次諧波的能力。FDA的另一顯著優點是它可以通過較少的組件(例如,電阻和集成電路)實現更復雜的信號處理功能,如ADC的單端到差分轉換。
現有消除直流失調的基本方法包括交流耦合、開關電容和低通負反饋。交流耦合通過在前后級之間加入耦合電容實現,盡管這種方法在低頻信號處理時需要較大的片上電容,難以實現。開關電容通過時鐘控制的分時積分技術來消除直流失調,但需要額外的電路來濾除時鐘信號,并且受到MOS開關的電荷注入和時鐘饋通影響。低通負反饋則是通過在反饋環路中加入低截止頻率的低通濾波器,利用運算放大器來降低低頻和直流信號,這種方式雖廣泛應用但增加了額外的功耗和對運算放大器的依賴。
在具體實現中,全差分放大器內部的Vocm放大器通過對比差分電壓和Vocm引腳上的電壓,通過內部反饋機制校正輸出,保證輸出共模電壓與Vocm保持一致。這種配置允許FDA在不同應用中展現出色的低頻響應,而不需要額外的DC隔離器如balun。
總體而言,全差分放大電路不僅在理論上具備優越性,其在實際電路設計中的應用也展現出了其靈活性和高效性。通過適當的設計和參數選擇,可以有效地解決直流失調問題,提高系統的整體性能和穩定性。
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