低成本高速差動(dòng)放大器AD8132

AD8132也可以作為差模信號(hào)驅(qū)動(dòng)器來通過絞纜或者同軸電纜傳輸高速信號(hào)。AD8132可以通過調(diào)整反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)來提高信號(hào)中的高頻成分，并可驅(qū)動(dòng)cat3或者cat5組成的絞纜或同軸電纜，且線路損耗很小，因此，可廣泛應(yīng)用于模擬視頻信號(hào)和數(shù)字視頻信號(hào)以及其它高速數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)。
AD8132為差模信號(hào)操作方式，并可以大地為參考電平，故而受地面噪聲的影響很小。它可以通過一條信號(hào)鏈進(jìn)行差模信號(hào)處理，如進(jìn)行濾波和放大等，因而可大大簡化差模信號(hào)與單輸入信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換過程。
AD8132采用SOIC和μSOIC封裝形式?？晒ぷ髟冢?0℃～＋85℃溫度范圍內(nèi)。

2引腳功能
圖1所示為AD8132的管腳圖，表1所列為其管腳的功能說明。

3工作原理
AD8132與普通運(yùn)放的差別在于其電路結(jié)構(gòu)上有互補(bǔ)的外部輸入輸出。其中，輸入V_OCM可用來控制共模輸出電壓，而輸出則是普通運(yùn)放的單輸出模擬補(bǔ)充成分。在工作時(shí)，普通的運(yùn)放通常只有一個(gè)反饋回路，而AD8132卻有兩個(gè)反饋回路。這就使得AD8132可以廣泛應(yīng)用于各種新型的電路。
AD8132的一個(gè)反饋回路可用來控制共模輸出電壓，以V_OCM為輸入信號(hào)，相對(duì)應(yīng)的輸出為共模電壓或者兩個(gè)差模電壓（＋OUT和－OUT）的平均值。電路的增益通常設(shè)為單位增益。當(dāng)AD8132工作在線性區(qū)時(shí)，必須遵循V_{OUT，cm}＝V_OCM的限制條件。另一個(gè)反饋回路則決定著電路的差模輸出。與普通運(yùn)放類似，放大器的增益可通過負(fù)反饋來控制。

4 AD8132的應(yīng)用電路
4．1基本應(yīng)用電路

在分析AD8132的應(yīng)用電路時(shí)，應(yīng)基于以下假設(shè)：
●高輸入阻抗，且負(fù)載效應(yīng)可以忽略；
●輸入偏置電流足夠小，可以忽略；
●低輸出阻抗；
●開環(huán)增益無窮大；
●失調(diào)電壓為0。

由于AD8132可以由純差模電壓來驅(qū)動(dòng)，故AD8132可以廣泛應(yīng)用于各種具有差模輸出的單輸入電路。
在具有差模輸出的單輸入電路中的零輸入情況下，R_G應(yīng)與參考端相連（這里的參考端假設(shè)為地）。圖2是AD8132使用兩個(gè)反饋回路的一個(gè)基本電路。

其中β₁是指驅(qū)動(dòng)端的反饋因子，而β₂是指參考電壓端的反饋因子。各反饋因子均可為0～1之間的任何值。電路增益的通用公式為：

4．2 A／D驅(qū)動(dòng)器

最新的高速A／D轉(zhuǎn)換器通常都是單輸入，同時(shí)也有差模輸入端。因此，A／D轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該具備將單輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成差模信號(hào)的功能，并且能夠平移共模輸出電壓電平，而且應(yīng)該是低失真低噪聲的。對(duì)于這樣的A／D轉(zhuǎn)換器，采用AD8132來驅(qū)動(dòng)是最適合的。圖3是采用AD813210來驅(qū)動(dòng)10位 40MSPS的A／D轉(zhuǎn)換器AD9203的驅(qū)動(dòng)電路。
圖3中，AD8132和AD9203均由3V單電源驅(qū)動(dòng)。AD8132以1V_P－P的信號(hào)作為輸入信號(hào)，采用分壓器可將V_OCM的電壓值調(diào)在電壓中點(diǎn)。因此，V_{OUT，dm}得到的亦為電壓中點(diǎn)值，這正好在AD9203的共模輸出范圍內(nèi)。在A／D和驅(qū)動(dòng)器之間是一個(gè)單級(jí)差動(dòng)濾波器，利用它可濾去部分噪聲。每個(gè)A／D輸入端均由0．5V_P－P的直流信號(hào)（范圍為1．25V～1．75V）驅(qū)動(dòng)。

4．3 平衡電纜驅(qū)動(dòng)器

當(dāng)驅(qū)動(dòng)雙絞纜時(shí)，通常要設(shè)計(jì)為傳輸差模信號(hào)，這是因?yàn)閭鬏斁€通常都用平衡絞纜，所以，使用差模信號(hào)傳輸可以使信號(hào)在線路中的衰減達(dá)到最小。
感應(yīng)電場(chǎng)通常都被限制在兩根絞纜圍成的區(qū)域里，一般不會(huì)發(fā)生輻射。電纜中的電流引起的磁場(chǎng)則有可能帶來輻射，但是絞纜又常?？梢韵拗齐姶泡椛涞拇笮?。因?yàn)橄噜彽慕g纜具有相反的磁場(chǎng)極性。若兩根絞纜絞合的足夠緊密，這些小磁場(chǎng)環(huán)路將會(huì)包含絕大部分的磁通量，因此，遠(yuǎn)磁場(chǎng)的效應(yīng)可以忽略。
差模信號(hào)的任何不平衡現(xiàn)象都會(huì)以共模信號(hào)的形式作用于電纜，這就等同于以共模信號(hào)驅(qū)動(dòng)單根電纜。這時(shí)，電纜就等同于一根天線。因此，為了盡量減少輻射，在以差模信號(hào)作用于絞纜時(shí)，差模信號(hào)必須得到很好的匹配。AD8132的共模反饋回路有助于使輸出端的共模電壓最小化，因此，可用作平衡差模線路的驅(qū)動(dòng)器。圖4是一個(gè)使用AD830作為單位增益的差模信號(hào)接受器，可用來驅(qū)動(dòng)10米長的cat5電纜。

4．4發(fā)送均衡器

只要是導(dǎo)線，不論長短，都會(huì)對(duì)其所攜帶的信息有所衰減，尤其是高頻信號(hào)。一種補(bǔ)償方法是使用一個(gè)平衡補(bǔ)償電路在發(fā)送電路中激發(fā)高頻信號(hào)，以減弱信號(hào)在電纜的終極接受端的衰減。在更高的頻率下，降低反饋網(wǎng)絡(luò)中R_G的阻抗值可以提高電路的高頻增益，圖5是一種增益為2的發(fā)送線路驅(qū)動(dòng)器的頻率上拉電路。其中R_G采用10pF的電容分流。

4．5低通差動(dòng)濾波器

AD8132可應(yīng)用于各種不同類型的有源濾波網(wǎng)絡(luò)。它們擁有單輸入端和差模輸出端，在驅(qū)動(dòng)差動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換器時(shí)有去假頻的功能。圖6為一個(gè)低通多反饋濾波器的框圖，其工作部分包括兩級(jí)濾波，在輸出端又有一個(gè)附加濾波網(wǎng)絡(luò)，其通帶頻率高達(dá)1MHz。

4．6高共模輸出阻抗放大器

改變V_OCM的線路連接，可提高共模輸出阻抗。在圖7所示電路中，V_OCM由分壓器驅(qū)動(dòng)，這樣可調(diào)整共模輸出電壓；此時(shí)，10m長的cat5絞纜接收端的信號(hào)為電壓中點(diǎn)值。所有由噪聲引起的共模信號(hào)將會(huì)出現(xiàn)在發(fā)送端，也必須在發(fā)送端被吸收掉。因此，要求發(fā)送器具有足夠的共模輸出范圍，以完全吸收掉電纜中所產(chǎn)生的共模信號(hào)。這就是人們有時(shí)所說的電路“變壓器效應(yīng)”。但該電路與發(fā)送器的主要區(qū)別是AD8132同時(shí)也傳輸直流信號(hào)，而發(fā)送器則不會(huì)傳輸直流信號(hào)。