谁能向我解释这种平衡的驱动器电路？

9

我正在寻找产生一个差分信号来控制激光投影机的振镜，据我所知，它必须为+ 5V / -5V（10Vpp）。我已经找到了用于激光竖琴的电路，但是对于这种特定的双运放设计却感到困惑。看起来好像是一对增益为1的反相和同相放大器，但它们相互馈送。这是一张照片：

在此处输入图片说明

原始文件可以在这里找到。

我很好奇是否有人可以告诉我它的名字或它是如何工作的，因为我已经看过很多“示例电路”，却找不到类似的东西。

operational-amplifier circuit-analysis differential

— 戴夫·范·登·恩德
source

请参阅我的答案的更新，以获取与分析的链接，该链接可以指向基本相同的电路。

— 2014年

当我寻找“平衡驱动程序”时，我在Google上找到了更多信息。

— Dave Van den Eynde 2014年

1

Necro评论，这里是Ti DRV134内部文档的离散实现。除非像集成电路一样进行修整，否则不太可能平衡。我用1％的组件组成了这个组件，输出是-3 +5，但至少准确地是异相的。

— mianos 18-2-17的

2

最简单的方法应该是直接通过我的laserharp网站问我；）我是该原理图的设计者。它是具有平衡/不平衡输出驱动器的输出级。如果不用作平衡，则必须将负输出接地，以获得完整的不平衡信号。激光竖琴的用户手册对此进行了说明。“ ILDA接线”

— 法兰克
source

3

综观最上面的运算放大器，而忽略 $100 \Omega$ 的电阻器，通过写检查：

v_{X +} = v_{Ø ü Ť X} + v_{X -}

$v_{X+} = v_{OUTX} + v_{X-}$

对于最底层的运算放大器，请写

v_{X -} = v_{X +} - v_{Ø ü Ť X}

$v_{X-} = v_{X+} - v_{OUTX}$

从而，

v_{X +} - v_{X -} = v_{Ø ü Ť X}

$v_{X+} - v_{X-} = v_{OUTX}$

因此，该电路将单端输入信号 $v_{OUTX}$ 转换为平衡输出信号。这是一个主动的1：1“变压器”。

$v_{OD} = (v_{X+} - v_{X-}) = v_{OUTX}$ $v_{X+}$ $v_{X-}$

例如，将第二个方程式代入第一个产量

v_{X +} = v_{X +}

$v_{X+} = v_{X+}$

同样

v_{X -} = v_{X -}

$v_{X-} = v_{X-}$

所以，实际上共模输出电压就是输出电压

v_{Ø C 中号} = \frac{v_{X +} + v_{X -}}{2} = ？

$v_{OCM} = \frac{v_{X+} + v_{X-}}{2} = ?$

没有附加方程式（电路约束）就无法确定。

更新：我知道我以前已经看过并分析过这种类型的电路，但是还没有找到关于它的笔记。

但是，我确实在Elliot Sound Products网站上找到了“ 带浮动输出的平衡线路驱动器 ”的这篇文章，该文章看起来基本上是相同的电路，只是具有平衡输入而不是单端输入。

在此处输入图片说明

整个放大器（如此处所示）的增益为1。输入端子两端的电压相同，输出端子两端也出现相同的电压。如果向任何输出端子提供任何电压，则这仍然适用，就像变压器耦合输出一样（前提是两个输出电压都保持在电源电压范围内）。

— 阿尔弗雷德·半人马
source

昨晚在我思考这个问题时，我想到，再次缓冲相同信号的整个想法听起来很荒谬（输入来自另一个将0..2048mV转换为-10 .. + 10V的运算放大器），但随后令我震惊的是：两个输出必须处于完美的平衡和相位，并且对一个信号进行运算放大器而不对另一个信号进行运算放大器会导致（小的）信号延迟。对于音频应用而言，这比定位激光镜更为关键，但仍然如此。如果设计师在那儿采取了诱惑，那是有道理的。

— Dave Van den Eynde 2014年

1

该电路具有两个有趣的特性。最重要的是差分输出“浮动”（在限制范围内）。第二个是100R输出阻抗。我怀疑这对激光镜都没有关系，但是我希望这可能是专业音频中的标准输出电路。

— Spehro Pefhany 2014年

1

原始来源是AFAIK HP 8903音频分析仪。它是HP工程师在《 HP Journal》上发表的“关键电路”之一（1980年8月，“浮动源输出，George D. Pontis”）

— dom0

1

起初，我以为该电路是差分豪兰电流泵。

这里与此类似。

在此处输入图片说明

我认为交叉耦合可能使电流源共享可用电压。

但是我做了一个模拟，因为分析没有表明这是可能的。

空载时，（-）输出为虚拟接地，（+）输出等于输入电压，这并不是很令人兴奋。

负载为1000欧姆时，差分电压为输入电压的90％（意味着输出阻抗约为100欧姆），但是（-）输出跟随输入约+ 4％。

在100欧姆负载下，波形如下所示：

绿色：输入电压
紫色：输出+
红色：输出-
黄色：差分输出电压

在此处输入图片说明

我不知所措，如果直接将线圈馈入该功能，则无法理解该功能的实用性。

编辑：

正如阿尔弗雷德（Alfred）指出的那样，该电路相对于普通电路应具有较高的输出阻抗，并且正如我所说，差分输出阻抗较低，并且与双绞线匹配。因此，对于将双绞线馈入的平衡输出来说，这将是一个合适的驱动器，它可以连接到接收器，该接收器可能具有与发射器不同的接地电位（多达几伏）。非常好。

这是通过将1VAC信号施加到100欧姆的分流负载电阻的中心并从0.1Hz扫描到10MHz所测得的共模阻抗图。

在此处输入图片说明

如您所见，低频时为10K，在约2.2kHz处交叉，高频时降至150欧姆左右。非常适合于地面之间存在电源频率电压的情况，而对于较高频率而言则不那么理想。

— 斯佩罗·佩法尼（Spehro Pefhany）
source

在我看来，就像反相输出反馈到正输入一样，例如在“真差分运算放大器”中，其中负输出反馈到正输入，而正输出反馈到负输入，但是由两个单端运算实现安培。

— Scott Seidman 2014年

@ScottSeidman差别不大。参见模拟。

— Spehro Pefhany 2014年

该电路仅定义了差分输出电压，单端输出电压并非没有附加的电路约束。

— Alfred Centauri 2014年

因此，您可以期望输出在接地时具有较高的共模阻抗。.大概希望看到负载平衡到一个公共端，该负载的电压可能与接地电压不同。如果将输出馈送到单独的放大器电路，则这是有意义的。

— Spehro Pefhany 2014年

1

我喜欢编辑后的解释。

— gwideman 2014年

0

看一下您链接的原理图，很明显，此运算放大器配置用于驱动输出，这些输出是激光投影仪的标准ILDA接口的一部分（如您所暗示的）。

http://www.laserist.org/StandardsDocs/ISP05-finaldraft.pdf

因此，首要任务是根据单个信号创建差分信号。

正如激光显示的那样，差分信号通常用于在易受噪声影响的环境中传送模拟信号。任何噪声都会大致相等地影响信号的正向和负向复制，并且当接收器通过相互减去一个信号来恢复信号时，会减去噪声。

电阻R45和R52在输出短路的情况下为运算放大器提供了一些保护，并且可能与电缆有一些阻抗匹配，尽管我不确定在此应用中是否需要这样做（不知道所涉及的频率）。

但是R48和R49以及它们提供给“对置”放大器的明显反馈呢？我认为它们可以对R45和R52引入的衰减进行补偿，如果接收器输入阻抗不平衡，则很有用。

— 格里夫曼
source

我知道这一点，因为我正在尝试完成同样的事情。我只是想了解一下此图在做什么，以便了解如何自己构建。

— Dave Van den Eynde 2014年