产生差分信号

给我一个小任务（实际上是一个大任务的一部分），其中的要求是生成一个看起来像来自麦克风的信号。需要保持以下要求：

• 1.0Vpp的
• 正弦波
• 微分

现在，这些实际上是两个问题：

• 我知道信号需要差分，所以我需要两个信号，但是这两个信号必须在0V附近对称吗？麦克风在此处提供的正常输出是多少。否则：我可以只使用一个正弦波，再将其乘以2，接收器的输入看起来就一样吗？

• 有什么便宜的方法可以做到这一点？我知道我可以使用微控制器及其DAC功能生成一个不错的正弦波。但是，我如何从中获得差分信号。还是已经有我想要的IC？

我将这个问题看作两个问题，产生一个正弦波，并制作一个平衡的线路驱动器。其他答案涵盖了正弦波发生器，这是很容易研究的事情，在此我无话可说。但是，我将介绍有关差分线驱动器的一些信息。

正如其他人所说的那样，规范的方法是使用变压器。变压器工作不错，但是又大又贵。在音频应用中，您将需要更昂贵的变压器，以避免引入不可接受的失真。但是，如果您想看起来完全像动圈话筒，这是您的最佳选择，因为与其他方法相比，变压器可以模拟动圈话筒上绕组的更多特性。

但是，由于成本的原因，如今从任何通电的现代设备获得的任何平衡音频信号都可能没有变压器。有源（电容式）麦克风可能属于此类。混音板和前置放大器几乎可以肯定。我强烈建议您阅读“ 高性能平衡音频接口设计”，以了解常用技术并详细了解相关问题。另请参阅同一站点上的平衡发送器和接收器II。

特别是在后面的文章中，有一部分我将在这里进行总结：重要的是两条线的阻抗是相同的，因此噪声将产生相同的电压，因此可以将其抑制为共模电压。在负极发出相反的信号根本无关紧要。在该文章中，“ 嘿！ ”部分下有一个示意图。这是作弊：

请参阅文章以进行详细讨论，但是您可以清楚地看到引脚3（信号的负极）只是通过电阻器接地。事实证明，如果您拆解许多专业音频设备，这正是他们使用的线路驱动器的类型。这是因为它具有很多优点：

• 简单
• 容易平衡
• 如果引脚3在不平衡输入上接地，则不会发生任何不良情况

这里唯一关键的部分是确保R2和R3完全相等。使用1％或更好的电阻，或者使用惠斯通电桥平衡它们，以实现最佳共模抑制。

如果我理解正确，则需要一个电路来生成正弦波，并且还提供两个相差180度的版本。这可以通过微控制器轻松实现，例如具有双16位DAC且在每个通道上都有差分输出的dsPIC（例如dsPICfJ64GP802-这是DAC外围设备手册），这是由一个驱动的典型差分缓冲电路。的渠道：

没有微控制器

这是一个非微选项：

它结合了一个维恩桥振荡器（如果需要，可以用白炽灯泡代替场效应管）和一个简单的晶体管缓冲器，该晶体管缓冲器从集电极和发射极获得输出。电压轨为+/- 12V（可根据需要设计成更低的电压）

模拟：

请注意，无论到达何处，上面的总和为2V pk-pk-您可以通过用电位器代替R11和R12轻松控制振幅。

当您有一个非对称信号并且想要一个对称（读取：差分）信号，并且您所需的信号看起来应该是（动态）麦克风发出的信号时（除了您想要更高的1 Vpkpk电平），选择的设备是DI盒子。

它们的无源版本包含一个音频变压器，通常在输出侧有一个中心抽头，如果需要，可以通过开关将其连接到GND。此外，还有一些活动版本，使用OpAmp代替了变压器。它们简化了使用缓冲器和反相器。缓冲器创建与您的信号源同相的信号，而反相器创建与原始信号相比异相180°的信号。缓冲和反相=差分。

通常，您的差分信号在0 V左右对称。只要您保持开关断开，变压器的输出端甚至处于浮动状态（即，对称于其平均值），这是避免接地环路的另一项优势。

正如zebonaut所建议的那样，变压器肯定会产生良好的差分信号，并具有共模隔离的优势。

另一种方法是首先产生两个信号。由于您正在对此进行综合，因此安排起来并不难。例如，使用微控制器的两个D / A或滤波的PWM输出。您可以确保平均值在固件中总是足够容易地相同。这两个信号的DC偏移仍将是电源电压的一半，但这在音频电路中很常见。您缓冲两个信号，然后将每个信号通过一个上限耦合到输出。在每个输出上将一个弱电阻（例如10kΩ）接地，以将平均值移至接地并泄漏可能累积的任何静电荷，并使电压过高而使电容无法承受。

增加了关于缓冲

“缓冲”电压信号通常意味着保持电压大致相同，但会大大降低阻抗。换句话说，缓冲信号比无缓冲信号可以提供更多的电流。

一种缓冲信号的简单方法是在“电压跟随器”模式下使用运算放大器。这只是一个运算放大器，其输出与负输入端相连。然后，无论您输入正输入如何，都将显示在输出上，但具有运算放大器的电流驱动能力。

在您的情况下，A / D或滤波后的PWM输出将具有高阻抗，不适合通过电缆发送。两个配置为电压跟随器的运算放大器将解决此问题。

一个简单的分相器可以由一个在集电极（反相）发射极（非反相）电路中具有相同电阻的晶体管制成。它的平衡相当好，但取决于晶体管的hFE。

值应足够接近5V。检查Ve是否约为Vcc / 4（这将晶体管的一半电源电压提供给它），并在必要时调整R3或R4。