AD的差分输入与单端输入

采样电阻（电流检测电阻）基本原理、安装技术与选择方法一、电流检测电阻基本原理根据欧姆定律,当被测电流流过电阻时,电阻两端的电压与电流成正比。

当1W的电阻通过的电流为几百毫安时,这种设计是没有问题的。

然而如果电流达到10-20A,情况就完全不同,因为在电阻上损耗的功率(P=I2xR)就不容忽视了。

我们可以通过降低电阻阻值来降低功率损耗,但电阻两端的电压也会相应降低,所以基于取样分辨率的考虑,电阻的阻值也不允许太低.二、长期稳定性对于任何传感器来说,长期稳定性都非常重要.甚至在使用了一些年后,人们都希望还能维持早期的精度.这就意味着电阻材料在寿命周期内一定要抗腐蚀,并且合金成分不能改变。

要使测量元件满足这些要求,可以使用同质复合晶体组成的合金,通过退火和稳定处理的生产制程,以达到基本热力学状态。

这样的合金的稳定性可以达到ppm/年的数量级,使其能用于标准电阻。

表面贴装电阻在140℃下老化1000小时后阻值只有大约-0.2%的轻微漂移,这是由于生产过程中轻微变形而导致的晶格缺损造成的。

阻值漂移很大程度上由高温决定,因此在较低的温度下比如+100℃,这种漂移实际是检测不出来的。

三、端子连接在低阻值电阻中,端子的阻值和温度系数的影响往往是不能忽略的,实际设计中应充分考虑这些因素,可以使用附加的取样端子直接测量金属材料两端的电压。

由电子束焊接的铜-锰镍铜电阻实际上具有这样低的端子阻值,通过合理的布线可以作为两端子电阻使用而接近四端子连接的性能。

但是在设计时一定要注意取样电压的信号连线不能直接连接取样电阻的电流通道上,如果可能的话,最好能够从取样电阻下面连接到电流端子并设计成微带线。

四、低阻值四引线设计推荐用于大电流和低阻值应用。

通常的做法使用锰镍铜合金带直接冲压成电阻器,但这不是最好的办法。

尽管四引线电阻有利于改进温度特性和热电压,但总阻值有时高出实际阻值2到3倍,这会导致难以接受的功率损耗和温升。

此外,电阻材料很难通过螺丝或焊接与铜连接,也会增加接触电阻以及造成更大的损耗。

A/D转换器的选型技巧及注意事项(转)AD的选择，首先看精度和速度，然后看是几路的，什么输出的比如SPI或者并行的，差分还是单端输入的，输入范围是多少，这些都是选AD需要考虑的。

DA的选择，主要是精度和输出，比如是电压输出还是电流输出等等。

在进行电路设计时，面对种类繁多的A/D、D/A芯片，如何选择你所需要的器件呢？这要综合设计的诸项因素，系统技术指标、成本、功耗、安装等，最重要的依据还是速度和精度。

精度：与系统中所测量控制的信号范围有关，但估算时要考虑到其他因素，转换器位数应该比总精度要求的最低分辩率高一位。

常见的A/D、D/A器件有8位，10位，12位，14位，16位等。

速度：应根据输入信号的最高频率来确定，保证转换器的转换速率要高于系统要求的采样频率。

通道：有的单芯片内部含有多个A/D、D/A模块，可同时实现多路信号的转换；常见的多路A/D器件只有一个公共的A/D模块，由一个多路转换开关实现分时转换。

数字接口方式：接口有并行/串行之分，串行又有SPI、I2C、SM等多种不同标准。

数值编码通常是二进制，也有BCD（二~十进制）、双极性的补码、偏移码等。

模拟信号类型：通常AD器件的模拟输入信号都是电压信号，而D/A器件输出的模拟信号有电压和电流两种。

根据信号是否过零，还分成单极性（Unipolar）和双极性（Bipolar）。

电源电压：有单电源，双电源和不同电压范围之分，早期的A/D、D/A器件要有+15V/-15V，如果选用单+5V电源的芯片则可以使用单片机系统电源。

基准电压：有内、外基准和单、双基准之分。

功耗：一般CMOS工艺的芯片功耗较低，对于电池供电的手持系统对功耗要求比较高的场合一定要注意功耗指标。

封装：常见的封装是DIP，现在表面安装工艺的发展使得表贴型封装的应用越来越多。

跟踪/保持（Track/Hold缩写T/H）：原则上直流和变化非常缓慢的信号可不用采样保持，其他情况都应加采样保持。

D类放大器术语以及差分方式与单端方式的比较图3示出D类放大器中输出晶体管和LC滤波器的差分实现。

这个H桥具有两个半桥开关电路，它们为滤波器提供相反极性的脉冲，其中滤波器包含两个电感器、两个电容器和扬声器。

每个半桥包含两个输出晶体管，一个是连接到正电源的高端晶体管MH，另一个是连接到负电源的低端晶体管ML。

图3中示出的是高端pMOS晶体管。

经常采用高端nMOS晶体管以减小尺寸和电容，但需要特殊的栅极驱动方法控制它们(见深入阅读资料1)。

全H桥电路通常由单电源(VDD)供电，接地端用于接负电源端(VSS)。

对于给定的VDD和VSS，H桥电路的差分方式提供的输出信号是单端方式的两倍，并且输出功率是其四倍。

半桥电路可由双极性电源或单极性电源供电，但单电源供电会对DC偏置电压产生潜在的危害，因为只有VDD/2电压施加到过扬声器，除非加一个隔直电容器。

“激励”的半桥电路电源电压总线可以超过LC滤波器的大电感器电流产生的标称值。

在V DD和VSS之间加大的去耦电容器可以限制激励dV/dt的瞬态变化。

全桥电路不受总线激励的影响，因为电感器电流从一个半桥流入，从另一个半桥流出，从而使本地电流环路对电源干扰极小。

音频D类放大器设计因素虽然利用D类放大器的低功耗优点有力推动其音频应用，但是有一些重要问题需要设计工程师考虑，包括：*输出晶体管尺寸选择；*输出级保护；*音质；*调制方法；*抗电磁干扰( EMI)；*LC滤波器设计；*系统成本。

输出晶体管尺寸选择选择输出晶体管尺寸是为了在宽范围信号调理范围内降低功耗。

当传导大的IDS时保证VD S很小，要求输出晶体管的导通电阻(RON)很小(典型值为0.1W~0.2W)。

但这要求大晶体管具有很大的栅极电容(CG)。

开关电容栅极驱动电路的功耗为CV2f，其中C是电容，V是充电期间的电压变化，f是开关频率。

如果电容或频率太高，这个“开关损耗”就会过大，所以存在实际的上限。

因此，晶体管尺寸的选择是传导期间将IDS×VDS损失降至最小与将开关损耗降至最小之间的一个折衷。

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。

如何选择差分ADC驱动器并设计驱动电路∙Q:用AD9631设计电流转电压，后端加一个变压器，为什么信号会失真并且发热，是自激吗，怎么解决？∙A:应该是由自激的因素引起，由于变压器的输入也会呈现一定的阻容特性，可尝试在输出串联一个小电阻，看是否改善。

∙Q:在AD和运算放大器连接中，零点漂移如何抑制∙A:零点漂移是指当放大电路输入信号为零时，由于受温度变化，电源电压不稳等因素的影响，使静态工作点发生变化，并被逐级放大和传输，导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象.在实际电路中常采用补偿和调制两种手段。

补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移，如果参数配合得当，就能把漂移抑制在较低的限度之内。

∙Q:能推荐一套电桥信号调理的方案，谢谢。

需要带有输入端调零功能。

∙A:可以更具体的提出你的需求吗?ADI有这方面的参考方案,最好你发邮件到china.support@索取资料.∙Q:如何设计稳定合适的驱动电路∙A:这个问题有点大,驱动电路是否合适,要和后端的采样电路匹配才合适!需要从系统级考虑问题∙Q:MCU应用ADC时误差如何减小，怎样校准∙A:这个需要查看误差是从哪里来的，从而来减小噪声源，进行软件或硬件的校准，如布线，软件校准，器件选择等等∙Q:有can和485工业总线的解决方案吗？同样关心！∙A:ADI CAN总线的解决方案目前都是隔离的，如ADM3053，ADM3052等。

其中，ADM3053还提供隔离电源，方便用户使用。

RS-485的产品有很多，有隔离和非隔离型的。

ADM2582/7E是一款隔离电压2.5KVrms，带隔离电源的rs-485收发器。

∙Q:喜欢软件滤波，硬件滤波应该没有软件滤波灵活吧，对不？∙A:硬件滤波主要是通过电容电阻来组合起来滤波的，具有成本方面的优势。

但如果对滤波器的滚降特性等性能要求比较高的话，恐怕要使用软件滤波来实现了。

∙Q:如何减少输入端的共模信号？∙A:主要是要注意差分走线的规范性，比如尽量做到等长平行，并且把握好阻抗控制，另外注意滤除地弹噪声和电源噪声等。