前文中講過(guò)差分信號(hào)是由單端信號(hào)的正向和反向組成,也就是說(shuō)差分信號(hào)是由單端信號(hào)而來(lái),那在電路結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)上如何把單端信號(hào)變成差分信號(hào),常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換方式基本為有源和無(wú)源兩種:
(1)有源器件方式:采用差分運(yùn)算放大器進(jìn)行轉(zhuǎn)換,圖7.1中運(yùn)放U1為跟隨器,運(yùn)放U2為反相放大器。優(yōu)點(diǎn)是電路本身對(duì)信號(hào)有緩沖放大作用,且低頻響應(yīng)較好。缺點(diǎn)是線路復(fù)雜,高頻信號(hào)響應(yīng)特性一般。
(2)無(wú)源器件方式:采用圖7.2所示的非平衡變壓器T直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換,通過(guò)變壓器的初次級(jí)耦合進(jìn)行信號(hào)變換。這也是ADC前端經(jīng)常用到的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)是線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,高頻特性較好。缺點(diǎn)是無(wú)源器件本身存在能量損耗,低頻情況下耦合特性會(huì)降低。
采用非平衡變壓器的方式還有一個(gè)好處,就是利用變壓器初次級(jí)傳輸可逆的原理,當(dāng)差分信號(hào)由右向左傳輸時(shí),經(jīng)過(guò)上圖變壓器又變回了單端信號(hào)。而變壓器的變比(1:1:n)可根據(jù)對(duì)信號(hào)幅值與阻抗變換的處理需要而靈活調(diào)整。
這種三端口非平衡變壓器也被稱作巴倫BALUN(Balanced to Unbalanced),即平衡轉(zhuǎn)非平衡變壓器。它可以將平衡信號(hào)(差分信號(hào))轉(zhuǎn)為非平衡信號(hào)(單端信號(hào)),也可以將非平衡信號(hào)(單端信號(hào))轉(zhuǎn)為平衡信號(hào)(差分信號(hào))。