發布日期：2022-04-20 點擊率：68
許多信號路徑是直流 (DC) 耦合的，當信號路徑的不同部分需要不同的工作條件時，這可能會帶來挑戰。信號路徑的許多部分都以地為參考，其中信號以大約 0V 的平均值或中間值變化。
如果所有信號都具有相同的參考電壓，則直流耦合將非常容易。不幸的是，事實并非如此。采用單電源供電的設備，如混頻器或模數轉換器 ( ADC )，通常具有非 0V 的參考電壓（共模）。在保留 DC 信息的同時連接這些設備可能具有挑戰性。
一些電路元件，如全差分放大器(FDA) 可以幫助應對這一挑戰。然而，充分利用 FDA 共模轉換功能需要一些先進的規劃。第一個設計考慮是繪制電路的所有直流工作點，以便找出需要轉換的電壓和方向。下一步是選擇能夠緩解電壓偏移的電源配置。雖然許多設備使用“單電源”運行，但可能無法讓所有電源電壓都為正。圖 1 顯示了一個簡單的示例。
圖 1：典型的共模移位電路
如圖 1 所示，相關信號以地為參考，而 ADC 輸入必須以 1.225V 為中心。LMH5401 是一種非常寬帶的直流耦合 FDA，可以提供共模轉換。LMH5401 可以在輸出偏移約 0.5V 和輸入偏移 1.0V 的情況下工作。
LMH5401器件是一種非常高性能的差分放大器，引腳對射頻（RF）、中頻（IF）或高速、直流耦合、時域應用進行了優化。該器件非常適合在驅動模數轉換器（ADC）時可能需要單端到差分（SE-DE）轉換的直流或交流耦合應用。在SE-DE或差分-差分（DEDE）模式下工作時，LMH5401產生極低水平的二階和三階失真。
該放大器經過優化，可用于SE-DE和DE-DE系統。該設備具有前所未有的可用帶寬，從直流到2GHz。LMH5401可用于信號鏈中的SE-DE轉換，無需外部BALUN，廣泛應用于測試和測量、寬帶通信和高速數據采集等領域。
共模參考輸入引腳將放大器輸出共模與ADC輸入要求對齊。可選擇3.3 V和5 V之間的電源，并在應用需要時支持雙電源操作。斷電功能也可用于節能。
圖 1 所示的系統需要 1.225V 的移位。通過結合輸入和輸出移位，我們可以在一個階段實現必要的移位。該電路確實需要 +3.5V 和 -1.5V 的定制電源。簡單、廉價的開關電源可以通過單個 5V 板電源總線提供這些電源電壓。
圖 2 中的圖表顯示了圖 3 中電路的結果。由于差分探頭不會捕獲共模數據，因此我們的電路中至少需要一個單端探頭來測量共模電壓。在圖 3 中只有一個這樣的探針：V_OUTP。因為 V_ADC（差分探頭）中沒有顯示直流偏移，所以我們知道放大器輸出引腳是對稱的，我們不需要另一個探頭。輸入信號既是單端信號又是以地為參考的，因此只需要一個探頭即可捕獲輸入信號。
圖 2：電壓電平
圖 3：TINA-TI? 原理圖
直流電壓電平在系統設計中可能非常具有挑戰性。通過利用靈活的電源電壓和 FDA 等放大器，我們可以對具有不同平均（共模）電壓的信號進行直流耦合。
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