单端与差分输入
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如何实现差分输入转单端输出放大器电路
问:如何实现低功耗、低成本的差分输入转单端输出放大器电路?
答:许多应用都需要使用低功耗、高性能的差分放大器,将小差分信号转换成可读的接地参考输出信号。
两个输入端通常共用一个大共模电压。
差分放大器会抑制共模电压,剩余电压经放大后,在放大器输出端表现为单端电压。
共模电压可以是交流或直流电压,此电压通常会大于差分输入电压。
抑制效果随着共模电压频率增加而降低。
相同封装内的放大器拥有更好的匹配性能、相同的寄生电容,并且不需要外部接线。
因此,相比分立式放大器,高性能、高带宽的双通道放大器拥有更出色的频率表现。
一个简单的解决方案就是使用阻性增益网络的双通道精密放大器,如图1所示。
此电路显示了一种将差分输入转换为带可调增益的单端输出的简单方式。
系统增益可通过公式1确定:
VOUT = –增益× (VIN1 – VIN2) (1)
其中,增益= RF/1 kΩ,且(VIN1 – VIN2) 是差分输入电压。
图1. 差分输入单端输出放大器。
运放单端转差分电路
单端转差分电路是一种将单端输入信号转换为差分输出信号的电路。
它由一个运放和几个电阻组成。
以下是一个常见的单端转差分电路的示意图:
R1 R3
VIN ----/\/\-------|-------- VOUT1
|
A
|
R2
|
|
VOUT2
其中,VIN是输入信号,VOUT1和VOUT2是差分输出信号,A是运放。
这种电路的原理是,输入信号通过电阻R1连接到运放的非反馈输入端,同时也通过电阻R3连接到运放的反馈输入端。
电阻R2连接到运放的反馈输入端,形成反馈网络。
当输入信号为VIN时,通过电阻R1和R3的电流将会在电阻R2上产生两个不同的电压,分别是VOUT1和VOUT2。
由于运放的差分放大特性,差分输出信号可被放大,并且输出信号的共模幅度较小,抵抗了电磁干扰。
需要注意的是,单端转差分电路中的电阻值需要选择得合适,以确保输出信号的放大倍数、带宽和共模抑制比满足要求。
集成运算放大电路的神奇输入方式集成运算放大电路是当前电子工程中非常常见且重要的模拟电路
之一。
为了让电路发挥更好的性能,对其输入方式的选择也显得尤为
重要。
以下是集成运算放大电路的三种神奇输入方式:
1.差分输入方式:差分输入方式是一种常见的、灵活的输入方式,它使用两个信号作为输入信号,并使用差分放大电路将这两个信号进
行差分放大,并输出放大后的差分信号。
这种输入方式具有很高的输
入阻抗,且输入信号可以有任意一个点为参考电压,是目前最为常用
的输入方式之一。
2.单端输入方式:单端输入方式使用一个信号作为输入信号,且
一般将该信号的参考点接在放大电路的中心点。
单端输入方式的缺点
是其输入阻抗不高,对信号源造成的干扰比较明显,不过它仍然是一
种比较常见的输入方式之一。
3.共模输入方式:共模输入方式是使用两个相同的信号作为输入
信号,并输出它们的差分信号。
该输入方式的优点是在信号源干扰比
较大时,可以通过共模抑制器来减小其影响,并保证输出信号的准确性。
然而,该输入方式对大部分集成运算放大电路并不适用。
以上三种输入方式各具特点,人们在选择时需要根据其具体的应
用环境和性能需求来进行选取。
在实际应用中,常使用多种不同方式
进行组合,以达到更高的性能和稳定性。
plc模拟量差分和单端
模拟量输入模块对电压型输入信号有很高的输入阻抗(为兆欧级),能与输入传感设备的高源阻抗相匹配。
电流型输入模块提供低输入阻抗(250Ω-500Ω),能与兼容场传感设备连接正常动作。
有些模拟量输入模块的输入接口功能有单端或差分输入两种方式,区别在于单端输入的所有输入公用线连在一处,而差分输入模式为每一通道都有单独公共线。
单端模块比其每个差分同类模块有较多输入点。
选择单端还是差分模式在软件设置时用拨动开关设置接口来选择。
每一通道接口有信号滤波和隔离电路来保护模块不受场噪声的影响。
除此之外,用户要考虑在安装模块期间其他电噪声。
典型地,输入模块和转换器连接使用屏蔽导线以提供较好的接口,这使线阻不匀衡达到最小,并提高抗噪声干扰率。
模拟量输出接口有各种配置,从每个模块2个输出到16个输出,一般有4个模拟输出通道,这些通道可置为单端或差分输出,当要求单个隔离输出时常用差分输出。
每一模拟输出与其他通道及PLC本身有电隔离,从而防止由于输出口过压而损坏系统,这些接口可以有也可不带外接电源,这取决于设备类型。
现在大多数模块从PLC电源系统得到电源,因而在计算电流负载时要予以考虑。
ADC差分输入电压范围1. 什么是ADC?ADC(Analog-to-Digital Converter)是模拟信号转换为数字信号的设备或模块。
在电子系统中,常常需要将模拟信号转换为数字信号进行处理和分析。
ADC的输入通常是连续变化的模拟信号,输出则是离散的数字信号。
2. ADC的工作原理ADC的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:•采样(Sampling):将连续变化的模拟信号在一定时间间隔内进行采样,得到一系列离散的采样点。
•量化(Quantization):将采样点按照一定精度进行量化,即将每个采样点映射到一个特定的数字值。
•编码(Encoding):将量化后的数字值转换为二进制形式。
•输出(Output):输出二进制形式的数字信号,供后续处理和分析使用。
3. 差分输入与单端输入在ADC中,输入可以分为差分输入和单端输入两种方式。
差分输入指同时对两个相对参考点(通常为地线GND)之间的电压进行测量。
而单端输入则只对一个参考点与待测电压之间的电压进行测量。
差分输入的主要优点是: - 抗干扰能力更强:由于差分输入同时对两个电压进行测量,可以抵消共模噪声(即两个输入之间的干扰信号)。
- 动态范围更大:差分输入可以测量更大范围的电压信号,适用于高精度和高速应用。
4. ADC差分输入电压范围ADC差分输入电压范围指在差分输入模式下,ADC可以正常工作并保持准确性的输入电压范围。
一般来说,ADC的差分输入电压范围由两个关键参数决定:•参考电压(Reference Voltage):ADC会将参考电压与待测电压进行比较,以确定数字输出值。
参考电压通常由外部提供,并决定了ADC能够测量的最大和最小电压范围。
•增益(Gain):ADC通常具有可调节的增益设置,用于放大或缩小输入信号。
增益设置会影响ADC能够测量的有效电压范围。
一般情况下,ADC的差分输入电压范围可以通过以下公式计算:Vrange = (Vref+ - Vref-) * Gain其中,Vrange表示差分输入电压范围,Vref+和Vref-分别表示参考电压的正负端口,Gain表示增益设置。
差分输入单端输出放大器电路图该电路是一款用于将一个差分输入转换为一个单端输出的电路。
当增益等于 1 时 (R1 = R2 = 604W 和 VOUT = V2 – V1),输入参考差分电压噪声为 9nV/√Hz,差分输入信噪比为 (对于位于 4MHz 噪声带宽内的输入信号)。
输入 AC 共模抑制取决于电阻器 R1 和 R3 的匹配以及LT1567 负输出转换器的增益容差 (在高达 1MHz 频率下,当电阻器匹配误差为 1% 和负输出转换器增益容差为 2% 时,共模抑制至少为 40dB)。
怎样采用多种单端信号驱动低功率的16 位ADC[导读]?匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难,尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。
本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案,本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。
匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难,尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。
本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案,本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。
LTC2383-16 是一款低噪声、低功率、1Msps、16 位 ADC,具备±的全差分输入范围。
LT6350 是一款轨至轨输入和输出的、低噪声、低功率单端至差分转换器/ADC 驱动器,具备快速稳定时间。
运用 LT6350,0V 至、0V 至 5V 和±10V 的单端输入范围可以很容易转换为 LTC2383-16 的±全差分输入范围。
全差分驱动图 1 显示了用于本文所述所有电路的基本构件。
该基本构件用于至 LTC2383-16 模拟输入的DC 耦合全差分信号。
差分信号与单端信号概述差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a. 抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b. 能有效抑制EMI(电磁干扰),同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c. 时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的LVDS (low voltage differential signaling )就是指这种小振幅差分信号技术。
1、共模电压和差模电压我们需要的是整个有意义的“输入信号”,要把两个输入端看作“整体”。
就像初中时平面坐标需要用x,y两个数表示,而到了高中或大学就只要用一个“数”v,但这个v是由x,y两个数构成的“向量”……而共模、差模正是“输入信号”整体的属性,差分输入可以表示为vi = (vi+, vi-) 也可以表示为vi = (vic, vid) 。
c表示共模,d表示差模。
两种描述是完全等价的。
只不过换了一个认识角度,就像几何学里的坐标变换,同一个点在不同坐标系中的坐标值不同,但始终是同一个点。
运放的共模输入范围:器件(运放、仪放……)保持正常放大功能(保持一定共模抑制比CMRR条件下允许的共模信号的范围。
显然,不存在“某一端”上的共模电压的问题。
但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。
而且这个范围等于共模输入电压范围。
道理很简单:运放正常工作时两输入端是虚短的,单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。
对其它放大器,共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。
例如对于仪放,差分输入不是0 ,实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。
集成运算放大器的两种工作状态集成运算放大器是一种广泛应用于电子领域的基本电路,它能够将微小的电信号放大,用于信号处理、微处理器输出、控制和测量等各种应用。
但是,集成运算放大器的工作状态分为两种,理解和掌握这两种状态是非常重要的。
下面我们来详细了解一下。
第一种状态是差分输入状态。
在这种状态下,集成运算放大器的两个输入端口的电压称为差分电压。
在差分输入状态下,集成运算放大器会从差分电压中放大出一个电压值,并输出到单端输出端口。
这种状态应用于直流信号的放大和自动增益控制等应用场合。
第二种状态是单端输入状态。
在这种状态下,集成运算放大器的输入端口只有一个输入端,而输出端口则是单端输出。
这种状态应用于直流信号的放大和滤波等应用场合。
要掌握并使用集成运算放大器,必须了解这两种状态的特点和应用范围。
在使用时,需要根据具体使用场合来决定选择哪种状态。
此外,还要注意使用集成运算放大器时的输入电压、通道抵抗和输出功率等参数,以确保放大器的稳定性和准确性。
综上所述,对于集成运算放大器的两种工作状态,我们应该有清晰的认识,以便更好地选取合适的状态来满足实际需求,从而将其应用到实际电路中,发挥出更好的功效。
Google+百度の英文关键词Single-Ended Input(单端)差分(Fully-Differential Input)伪差分(Pseudo-Differential Input) 单端输入&差分输入输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时,是判断信号与GND的电压差.差分输入时,是判断两个信号线的电压差.信号受干扰时,差分的两线会同时受影响,但电压差变化不大.(抗干扰性较佳)而单端输入的一线变化时,GND不变,所以电压差变化较大.(抗干扰性较差)差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好(最好相邻布线),当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。
当AD的输入信号只有一路时,为了更好地抑制共模噪声,我们可以采用差分输入方式。
这就需要我们首先要将单端变成差分,可以用运放AD8138实现。
RS232C是单端输入,这样在输入中有干扰信号加到输入中就会影响输出,造成输出信号错误;RS485是差动输入,即两个输入端的电势差作为输入,有干扰信号的话也会在作差的时候减掉了,这样可以大大提高信号的抗干扰能力!!伪差分输入(NI关于什么是伪差分输入的解释)伪差分信号连接方式减小了噪声,并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接.在伪差分模式下,信号与输入的正端连接,信号的参考地与输入的负端连接。
差分放大电路单端输入单端输出差分放大电路单端输入单端输出?听起来像是个非常高深、难懂的东西,对吧?其实啊,别担心,咱们今天不谈什么复杂的公式和抽象的理论,咱们就用最简单的方式,聊聊这个“差分放大电路”,还有它为什么在生活中很重要。
大家可以把它想象成一个非常聪明的“声音放大器”,专门用来区分两个信号,然后把它们“放大”到我们需要的程度。
是不是很酷?不过,先别急着掉入那些技术细节,咱们一步步来。
想象一下,你在家里看电视,突然有个小小的声音问题——电视机外部传来了杂音,可是你却只想听到电视里的音频。
这个时候,差分放大电路就能派上用场了。
它的工作原理就像是一个超级警觉的耳朵,能够把杂音和有用的信号分开,然后只放大那个“有用的部分”。
就是说,外面的杂音它能忽略,电视里的音频它给你放大,简直就是个“信号侦探”!再说了,咱们要理解“单端输入单端输出”这个概念,其实也没啥难度。
想象你把声音信号从一个音频源(比如麦克风)输入到电路中,然后你希望得到的声音信号输出就是它的“放大版”,对吧?这就是单端输入单端输出的意思。
简单来说,你输入一个信号,然后输出它的放大版本。
没有太复杂的“左右”之分,只有一个信号通道,直接输入、直接输出,清清楚楚。
这种差分放大电路其实在我们的日常生活中可常见了。
比如你见过电吉他吧?它的音响系统里就经常用到这种电路。
吉他演奏时,声音信号从吉他传感器出来,经过差分放大电路“净化”后,再传递到音响系统中,最后就是那种震撼人心的吉他音了。
差分放大电路有个特别大的优点就是它能减少噪声干扰。
在那种环境复杂、噪音比较多的地方,它尤其好使。
你不可能在录音棚里或演唱会现场,只依靠一根普通的麦克风线就把干净的信号传送出去,那样信号一放大,噪声就全出来了。
但如果有差分放大电路,那些无关的噪声基本上能被“屏蔽”掉,留下的就是真正的好声音。
我们在看一些高端音响设备时,可能会听到那些专业人士讨论差分放大电路的“性能”如何如何。
差分信号与单端信号概述差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制EMI(电磁干扰),同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c. 时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。
1、共模电压和差模电压我们需要的是整个有意义的“输入信号”,要把两个输入端看作“整体”。
就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示,而到了高中或大学就只要用一个“数”v,但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”……而共模、差模正是“输入信号”整体的属性,差分输入可以表示为vi = (vi+, vi-)也可以表示为vi = (vic, vid)。
c 表示共模,d 表示差模。
两种描述是完全等价的。
只不过换了一个认识角度,就像几何学里的坐标变换,同一个点在不同坐标系中的坐标值不同,但始终是同一个点。
运放的共模输入范围:器件(运放、仪放……)保持正常放大功能(保持一定共模抑制比 CMRR)条件下允许的共模信号的范围。
显然,不存在“某一端”上的共模电压的问题。
但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。
而且这个范围等于共模输入电压范围。
道理很简单:运放正常工作时两输入端是虚短的,单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。
对其它放大器,共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。
例如对于仪放,差分输入不是 0,实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。
差分运放电容过小理论说明1. 引言1.1 概述在现代电子技术中,差分运放是一种常用的电路元件,其具有放大差分输入信号、提高共模抑制比等优点,被广泛应用于信号处理、测量仪器等领域。
差分运放的性能取决于各个部件的参数设置和设计。
本文将重点探讨其中一个关键因素——电容过小对差分运放性能的影响。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先,在引言部分介绍文章的概述、目的和文章结构。
接下来,在第二部分阐述差分运放的基本原理,包括其定义、差分输入与单端输入的区别以及差模与共模信号的概念。
在第三部分中,将详细讨论电容的作用与影响,并解释如何选择适当的电容值。
第四部分将结合理论说明与实际应用案例进行深入剖析,并对结果进行讨论和总结。
最后,在第五部分给出全文总结,针对电容过小问题提出解决方案,并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在通过对差分运放及其关键因素之一——电容过小,进行理论说明和实际应用案例分析,以增加读者对差分运放性能的认识,并提出针对电容过小问题的解决方案。
通过本文的阐述,读者将更好地理解差分运放的重要性以及电容过小可能引发的问题,为电路设计和应用提供参考与指导。
2. 差分运放的基本原理2.1 差分运放的定义差分运放(Differential Amplifier)是一种基本的电路组件,其作用是放大输入信号的差模部分,抑制共模噪声。
它由至少两个输入端和一个输出端组成,通常采用双极性晶体管或场效应管作为放大元件。
差分运放具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点,在模拟电路设计中广泛应用。
2.2 差分输入与单端输入差分运放相比于单端运放具有更好的抗噪声能力。
在差分输入方式下,信号被同时加到两个输入端,并通过增益来扩大差异信号。
而在单端输入方式下,则只有一个信号被加到非反相引脚上进行放大。
由于充分利用了两个输入端口之间的差异,差分运放能够有效地去除共模噪声信号。
2.3 差模与共模信号在传输信号过程中,会存在差模信号和共模信号。
单端阻抗和差分阻抗在电路设计中,阻抗是一个重要的概念,它描述了电路元件对电流和电压的响应。
单端阻抗和差分阻抗是两种不同的阻抗类型,它们在不同的应用场合中发挥不同的作用。
一、单端阻抗单端阻抗,简称为单端入射阻抗,指的是单一信号线路在外部信号作用下的电路响应表现。
该阻抗通常用于单导线的传输线路,比如电缆和天线等。
单端阻抗会影响传输线路上的信号传输质量和抗干扰能力。
对于单端阻抗的主要参数,有以下几种:1.电阻:电流和电压之间的比率。
在直流电路中,电阻是稳定的,而在交流电路中,电阻会随频率变化而变化。
2.电感:电通量和电流之间的比率。
由于电感储存磁场能量,它会对变化速率很快的信号产生反应,从而限制信号的带宽。
3.电容:电荷和电压之间的比率。
电容储存电荷能量,在高频电路中,它会成为信号的通道,从而增加传输线路的带宽。
4.传输线电阻:电线导体的电阻。
传输线的电阻会吸收一部分信号能量,这会导致信号的衰减和失真。
二、差分阻抗差分阻抗,简称为差模输入阻抗,指的是双信号线路在外部信号作用下的电路响应表现。
差分阻抗通常用于差分信号传输系统,比如USB接口、以太网和高速电路等。
差分阻抗会影响信号的传输速度和传输距离。
对于差分阻抗的主要参数,有以下几种:1.差分输入电阻:双信号电路的电阻。
它是两个信号线之间的交流电阻,用于阻止信号线上的磁场和电场互相作用。
2.共模输入电阻:双信号电路的电阻。
它是两个信号线和地线之间的交流电阻,用于阻止信号线和地线之间的交流电流。
3.差分电容:双信号线之间的电荷储存期。
差分电容是一种被设计用于传输高速信号的电容结构。
由于差分电容可以在极短的时间内存储和释放电荷,它可以用来支持高速数据传输。
4.传输线时延:差分信号要比单端信号传输得更快,因为它的信号路径更短。
传输线时延是差分信号传输的另一个关键性能指标。
差分输入单端输出放大器电路图2012年07月10日13:56 来源:Linear Technology 作者:秩名我要评论(0)该电路是一款用于将一个差分输入转换为一个单端输出的电路。
当增益等于 1 时 (R1 = R2 = 604W 和 VOUT = V2 – V1),输入参考差分电压噪声为 9nV/√Hz,差分输入信噪比为 80.9dB (对于位于 4MHz 噪声带宽内的 0.2VRMS 输入信号)。
输入 AC 共模抑制取决于电阻器 R1 和 R3 的匹配以及 LT1567 负输出转换器的增益容差 (在高达 1MHz 频率下,当电阻器匹配误差为 1% 和负输出转换器增益容差为 2% 时,共模抑制至少为40dB)。
怎样采用多种单端信号驱动低功率的16 位ADC来源:凌力尔特公司作者:Guy Hoover2013年07月23日 09:26分享订阅[导读]匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难,尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。
本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案,本文的所有电路採用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。
关键词:LTC2383-16ADC凌力尔特匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难,尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。
本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案,本文的所有电路採用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。
LTC2383-16 是一款低噪声、低功率、1Msps、16 位 ADC,具备±2.5V 的全差分输入范围。
LT6350 是一款轨至轨输入和输出的、低噪声、低功率单端至差分转换器/ADC 驱动器,具备快速稳定时间。
如图所示,单端输入只有一个输入引脚ADCIN,使用公共地GND作为电路的返回端,ADC的采样值=ADCIN电压-GND的电压(0V)。
这种输入方式优点就是简单,缺点是如果vin受到干扰,由于GND电位始终是0V,所以最终ADC的采样值也会随着干扰而变化。
而差分输入比单端输入多了一根线,最终的ADC采样值=(ADCIN电压)-(ADCIN-电压),由于通常这两根差分线会布在一起,所以他们受到的干扰是差不多的,输入共模干扰,在输入ADC时会被减掉,从而降低了干扰,缺点就是接线复杂一些。
而且需要VIN+和VIN-两路反相的输入信号
而差分输入比单端输入多了一根线,最终的ADC采样值=(ADCIN电压)-(ADCIN-电压),由于通常这两根差分线会布在一起,所以他们受到的干扰是差不多的,输入共模干扰,在输入ADC 时会被减掉,从而降低了干扰,缺点就是接线复杂一些。
而且需要VIN+和VIN-两路反相的输入信号。
为了既有差分输入的优点又有单端输入简单的优点,还有一种伪差分输入,通过把信号地连到ADCIN-端实现一种类似差分的连接,也具有一定的共模抑制能力,只是由于输入信号VIN的阻抗和其地线的阻抗不同,所以在受到干扰时产生的电压尖峰也不会相等,所以共模抑制能力并不是很强。
数字集成电路符号差分单端输入数字集成电路符号差分单端输入一、引言数字集成电路(Digital Integrated Circuit,简称DIC)是现代电子技术的重要组成部分,其符号表示和功能特点一直是电子工程师们关注的焦点。
在DIC中,差分单端输入是一个常见的功能模块,本文将从深度和广度的角度探讨数字集成电路符号差分单端输入的相关知识,并对其进行全面评估。
二、数字集成电路符号差分单端输入的定义和功能特点1. 数字集成电路符号:在电子工程设计和制造过程中,为了方便沟通和使用,各种DIC都有自己独特的符号表示。
数字集成电路符号差分单端输入通常由两条垂直平行的线段和一个小圆圈组成,具有清晰的图形特点,易于识别和理解。
2. 差分单端输入的功能特点:差分单端输入是DIC中常见的输入模块,其主要功能是接收差分信号并将其转换为单端信号输出。
在数字信号处理和传输过程中,差分输入能够有效地减少噪音干扰,提高信号质量和稳定性。
三、数字集成电路符号差分单端输入的工作原理和应用场景1. 差分输入工作原理:差分输入通过对两个输入信号取差值,从而得到差分信号。
在IC芯片内部,经过放大和滤波等处理后,差分信号转换为单端信号输出,为后续电路提供高质量的输入信号。
2. 应用场景:数字集成电路符号差分单端输入广泛应用于通信、计算机、工业控制等领域。
在高速数据传输、信号处理和噪音抑制等方面发挥着重要作用,为系统性能和稳定性提供了保障。
四、对数字集成电路符号差分单端输入的深度分析和评估1. 优点:差分输入能够有效地抑制共模干扰,提高信号抗干扰能力;由于采用差分输入可以实现信号错位和相位移动,有利于频率和相位校准。
2. 缺点:在IC设计和布局中,差分输入模块的面积和功耗一般较大,需要合理的布局和优化设计;对于高频差分信号,传输线的匹配和干扰问题也需要引起重视。
五、数字集成电路符号差分单端输入的展望和个人观点随着信息技术的不断发展和进步,数字集成电路符号差分单端输入在通信、计算机和工业控制等领域的应用前景十分广阔。
单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.
单端输入时, 是判断信号与GND 的电压差.
差分输入时, 是判断两个信号线的电压差.
信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳)
而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差)
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:
a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。
步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析
来源:本站原创作者:佚名日期:2012年12月03日【字体:大中小】
为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点,掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法,本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念,讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法,并对几个典型的故障案例进行了分析,指导使用者自行排查间题,完成自动控制系统构建.
为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点,掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法,本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念,讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法,并对几个典型的故障案例进行了分析,指导使用者自行排查间题,完成自动控制系统构建.
一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式
1、脉冲输出模式
雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向),一种是双脉冲《CW+CCW),可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.
(1)单脉冲模式中,PUL和DIR信号如图,1-1所示:
(2)双脉冲模式中,PUL和DIR信号如图1-2示:
2.脉冲输出驱动方式
雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出方式:一是单端输出,一是差分输出,可以通过运动控制卡上的跳线开关进行选择.
二、雷塞运动控制卡与步进电机驱动器的连接方法
雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方式只有两种:一是单端接法;一是差分接法.由于雷赛公司所有的运动控制卡对单端、差分接法都是支持的,因此,在实际应用中,具体采用哪种接线方法,只取诀于电机驱动器的接口特点.
如雷赛公司步进电机驱动器M415B只支持单端接法,则运动控制卡(本文以雷赛运动控制卡DMC2410为例进行说明)与M41SB的配线只能如下图所示:
图2-1
1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.
2、步进电机驱动器的公共端OPTO, PUL, DIR分别接控制卡的PC+5V (PUL+或DIR+),PUL-, DIR-.
雷赛公司步进电机驱动器MD556对单端接法、差分接法均支持,则运动控制卡与MD556的配线可以采用单端接法或差分接法(为了提高抗干扰能力,建议采用差分接法).驱动器MD556差分接法的配线如图2-2所示:
图2-2
1、运动控制卡内部跳线设置为差分输出.
2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.驱动器MD556单端接法的配线如图2-3所示:
图2-3
1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.
2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.
三、雷赛控制卡与驱动器连接的故障案例分析及其解诀办法
1.案例一
现象:
无论运动控制卡给步进驱动器发送正向脉冲还是负向脉冲,电机都能跑,但只往一个方向运动,其接法方法如图3-1所示.
图3-1
原因:
根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为单脉冲,驱动器为双脉冲模式.运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此,当控制卡发正向脉冲,如图3-1所示脉冲从控制卡的PUL端输出,由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连,这时驱动器的PUI端有脉冲输入,则电机正转.当控制卡发负向脉冲,如图3-2所示脉冲还是从控制卡的PUI端输出,然后从驱动器的PUI端输入,则电机还是按原来的方向运动.
解诀办法:
把运动控制卡的脉冲输出模式改为双脉冲或把驱动器的脉冲模式设置为单脉冲模式.让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.
2.案例二
现象:
运动控制卡给驱动器发送正向脉冲,电机正转正常.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲,电机不能运动.接法方法如图3-3所示.
图3-4
原因:
根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为双脉冲,驱动器为单脉冲模式。
运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此,当控制卡发正向脉冲,如图3-3所示,脉冲从控制卡的PUL端输出,由于控制卡的PUL与驱动器的PU以目连,这时驱动器的PUI端有脉冲输入,则电机正转.当控制卡发负向脉冲,如图3-4所示脉冲从控制卡的DIR端输出,然后从驱动器的DIR端输入,驱动器的PUL端没有接收到脉冲输入,则电机停止不动.
解诀办法:
让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.
3.案例三
现象:
运动控制卡给驱动器发送正向脉冲,电机抖动.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲,电机反转正常.接法方法如图3-5所示.
图3-5
原因:
经查实:运动控制卡与驱动器的脉冲模式均为单脉冲模式,控制卡的脉冲输出与驱动器的脉冲输入模式是匹配的;但驱动器的需要单端驱动方式输入,而运动控制卡的跳线设置为差分输出,控制卡与驱动器的脉冲输出Ii入驱动方式不一致.因此,当控制卡发正向脉冲时,如图3-5所示,驱动器的PUL和DIR 都有脉冲输入,电机抖动.当控制卡发负向脉冲时,如图3-6所示,驱动器的PUL输入脉冲信号,DIR 输入电平信号,电机运转正常.
解诀办法:
通过板卡上的跳线开关,把运动控制卡设置为单端输出.
四、小结
本文以雷赛运动控制卡与雷赛步进驱动器为例分析了控制卡与驱动器连接的方法,主要有两点:一控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式要一致;二控制卡与驱动器之间的脉冲输出驱动方式要匹配.在运动控制卡和驱动器性能均完好mIn况下,出现了文中案例的故障现象时,应检查控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式是否正确.如果控制卡与驱动器的接线与脉冲模式配置均正确,但还是出现上述故障,则可能是控制卡或驱动器内部发生了故障,请与雷赛公司技术人员联系,及时返还公司检修.。