单端与差分输入

单端输入时, 是判断信号与GND 的电压差.

差分输入时, 是判断两个信号线的电压差.

信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳)

而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差)

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，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。

步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析

来源：本站原创作者：佚名日期：2012年12月03日【字体：大中小】

为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查间题，完成自动控制系统构建.

一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式

1、脉冲输出模式

雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向)，一种是双脉冲《CW+CCW)，可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.

(1)单脉冲模式中，PUL和DIR信号如图，1-1所示:

(2)双脉冲模式中，PUL和DIR信号如图1-2示:

2.脉冲输出驱动方式

雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出方式:一是单端输出，一是差分输出，可以通过运动控制卡上的跳线开关进行选择.

二、雷塞运动控制卡与步进电机驱动器的连接方法

雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方式只有两种:一是单端接法;一是差分接法.由于雷赛公司所有的运动控制卡对单端、差分接法都是支持的，因此，在实际应用中，具体采用哪种接线方法，只取诀于电机驱动器的接口特点.

如雷赛公司步进电机驱动器M415B只支持单端接法，则运动控制卡(本文以雷赛运动控制卡DMC2410为例进行说明)与M41SB的配线只能如下图所示:

图2-1

1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.

2、步进电机驱动器的公共端OPTO, PUL, DIR分别接控制卡的PC+5V (PUL+或DIR+)，PUL-, DIR-.

雷赛公司步进电机驱动器MD556对单端接法、差分接法均支持，则运动控制卡与MD556的配线可以采用单端接法或差分接法(为了提高抗干扰能力，建议采用差分接法).驱动器MD556差分接法的配线如图2-2所示:

图2-2

1、运动控制卡内部跳线设置为差分输出.

2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.驱动器MD556单端接法的配线如图2-3所示:

图2-3

1、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.

2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.

三、雷赛控制卡与驱动器连接的故障案例分析及其解诀办法

1.案例一

现象:

无论运动控制卡给步进驱动器发送正向脉冲还是负向脉冲，电机都能跑，但只往一个方向运动，其接法方法如图3-1所示.

图3-1

原因:

根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为单脉冲，驱动器为双脉冲模式.运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此，当控制卡发正向脉冲，如图3-1所示脉冲从控制卡的PUL端输出，由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连，这时驱动器的PUI端有脉冲输入，则电机正转.当控制卡发负向脉冲，如图3-2所示脉冲还是从控制卡的PUI端输出，然后从驱动器的PUI端输入，则电机还是按原来的方向运动.

解诀办法:

把运动控制卡的脉冲输出模式改为双脉冲或把驱动器的脉冲模式设置为单脉冲模式.让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.

2.案例二

现象:

运动控制卡给驱动器发送正向脉冲，电机正转正常.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲，电机不能运动.接法方法如图3-3所示.

图3-4

原因:

根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为双脉冲，驱动器为单脉冲模式。运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此，当控制卡发正向脉冲，如图3-3所示，脉冲从控制卡的PUL端输出，由于控制卡的PUL与驱动器的PU以目连，这时驱动器的PUI端有脉冲输入，则电机正转.当控制卡发负向脉冲，如图3-4所示脉冲从控制卡的DIR端输出，然后从驱动器的DIR端输入，驱动器的PUL端没有接收到脉冲输入，则电机停止不动.

解诀办法:

让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.

3.案例三

现象:

运动控制卡给驱动器发送正向脉冲，电机抖动.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲，电机反转正常.接法方法如图3-5所示.

图3-5

原因:

经查实:运动控制卡与驱动器的脉冲模式均为单脉冲模式，控制卡的脉冲输出与驱动器的脉冲输入模式是匹配的;但驱动器的需要单端驱动方式输入，而运动控制卡的跳线设置为差分输出，控制卡与驱动器的脉冲输出Ii入驱动方式不一致.因此，当控制卡发正向脉冲时，如图3-5所示，驱动器的PUL和DIR 都有脉冲输入，电机抖动.当控制卡发负向脉冲时，如图3-6所示，驱动器的PUL输入脉冲信号，DIR 输入电平信号，电机运转正常.

解诀办法:

通过板卡上的跳线开关，把运动控制卡设置为单端输出.

四、小结

本文以雷赛运动控制卡与雷赛步进驱动器为例分析了控制卡与驱动器连接的方法，主要有两点:一控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式要一致;二控制卡与驱动器之间的脉冲输出驱动方式要匹配.在运动控制卡和驱动器性能均完好mIn况下，出现了文中案例的故障现象时，应检查控制卡与驱动器之间的脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式是否正确.如果控制卡与驱动器的接线与脉冲模式配置均正确，但还是出现上述故障，则可能是控制卡或驱动器内部发生了故障，请与雷赛公司技术人员联系，及时返还公司检修.

具有恒流源的单端输入——单端输出差分放大器设计

华中科技大学电子线路设计实验报告专业自动化班级日期2010.4.30 成绩实验组别19 第次实验学生姓名（签名）指导教师（签名）设计课题：具有恒流源的单端输入——单端输出差分放大器设计一、已知条件 1.+V CC=+12V 2.R L=2kΩ 3.V i=10mV(有效值) 4.R s=50Ω 二、性能指标要求 A V＞30 Ri＞2kΩ Ro＜3kΩ fL＜30Hz fH＞500kHz 电路稳定性好。

三、电路工作原理电路图：电路工作原理描述采用分压式电流负反馈偏置电路，以稳定电路的Q点，原理：利用电阻RB1,RB2的分压固定基极电位VBQ，当满足条件I1>>IBQ时，如果环境温度升高，ICQ↑→VEQ↑→VBE↓→VBQ↓→ICQ↓，结果抑制ICQ变化。

电路设计过程：选定VBQ ，VBQ=3~5V,或(1/3~1/5)VCC ；选定ICQ ，并确定RE ； ICQ=0.5~2mA,RE=VEQ/ICQ; 选定I1, I1=（5~10） IBQ ，根据I1和VBQ 计算RB1，RB2；计算RC ； RC 受到A V 与RO 的限制；检查，修正参数；根据对FL ，FH 的要求，选择电容CB 、CC 和CE 测得β=225；由A V > 30, Ri > 2 k Ω, Ro < 3 k Ω, fL < 30 Hz 由1660 26) 1(200=++≈E be I mV r β,得 IE =3mA 取V EQ =2.4V; R E =V EQ /I CQ 取1.2K Ω; R B2=V BQ /I 1 取37K Ω; R B1=(Vcc-V BQ )/I 1 取30K Ω; ) (21 ) 10~3(be s L B r R f C +>π 取 CB = 22 uF

差分输入中频采样ADC的单端输入驱动电路

差分输入中频采样ADC的单端输入驱动电路电路功能与优势图1 所示电路采用ADL5535/ ADL5536 单端中频(IF)低噪声50 Ω增益模块驱动16 位差分输入模数转换器(ADC) AD9268 。该电路包括一个级间带通滤波器，用于降低噪声和抗混叠。单端IF 增益级后接一个变压器，用于执行单端至差分转换。对于要求低噪声和低失真的应用，这是最优解决方案。 ADL5535/ADL5536 是高线性度（190 MHz 时，三阶输出截取点OIP3 = +45 dBm）、单端、固定增益放大器，可以用作高性能IF 采样ADC 的驱动器。ADL5535 提供16 dB 的增益，能够轻松地将信号从约400 mV p-p 提升到ADC 所需的2 V p-p 满量程电平。ADL5535 的低噪声系数（190 MHz 时为3.2 dB）和低失真特性确保ADC 性能不受影响。当需要20 dB 的增益时，可以使用ADL5536。图1. ADL5535 驱动16 位ADC AD9268（原理示意图，未显示去耦和所有连接）电路描述图1 给出了ADL5535/ADL5536 驱动16 位ADC AD9268 的示意图，其采样速率为122.88 MSPS。ADL5535 具有50 Ω的单端输入和输出阻抗。一个1:1 阻抗变换器（M/A-COM BA-007159-000000，4.5 MHz 至3000 MHz）与端接电阻、串联磁珠一起使用，以向抗混叠滤波器接口提供50 Ω负载。ADL5535 与 AD9268 之间的滤波器接口是一个利用标准滤波器程序设计的六阶巴特沃兹低通滤波器。它提供以175 MHz 为中心频率的50 MHz 、1 dB 带宽。六阶滤波器后接一个分流LC（72 nH、8.2 pF）振荡电路，用以进一步降低滤波器的低

差分放大电路的四种接法

1.双端输入单端输出电路电路如右图所示，为双端输入、单端输出差分放大电路。由于电路参数不对称，影响了静态工作点和动态参数。直流分析：画出其直流通路如右下图所示，图中和是利用戴维宁定理进行变换得出的等效电源和电阻，其表达式分别为：

交流分析：

在差模信号作用时，负载电阻仅取得T1管集电极电位的变化量，所以与双端输出电路相比，其差模放大倍数的数值减小。如右下图所示为差模信号的等效电路。在差模信号作用时，由于T1管与T2管中电流大小相等方向相反，所以发射极相当于接地。输出电压一半。如果输入差模信号极性不变，而输出信号取自T2管的集电极，则输出与输入同相。当输入共模信号时，由于两边电路的输入信号大小相等极性相同。与输出电压相关的T1管一边电路对共模信号的等效电路如下

可见，单端输入电路与双端输入电路的区别在于：差模信号输入的同时，伴随着共模信号输入。输出电压静态工作点以及动态参数的分析完全与双端输入、双端输出相同。 3.单端输入、单端输出电路如右图所示为单端输入、单端输出电路，该电路对静态工作点、差模增益、共模增益、输入

与输出电阻的分析与单端输出电路相同。对输入信号的作用分析与单端输入电路相同。改进型差分放大电路在差分放大电路中，增大发射极电阻Re的阻值，可提高共模抑制比。但集成电路中不易制作大阻值电阻；采用大电阻Re要采用高的稳压电源，不合适。如设晶体管发射极静态电流为0.5mA，则Re中电流为1mA。当Re为10kΩ时，电源VEE的值为10.7V。在同样的静态工作电流下，若Re＝100kΩ，VEE的值约为100V。为了既能采用较低的电源电压，又能采用很大的等效电阻Re，可采用恒流源电路来取代Re。晶体管工作在放大区时，其集电极电流几乎仅决定于基极电流而与管压降无关，当基极电流

差分信号和单端信号概述.

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。可以通俗的理解为：两只船静止在水面上，分别站着两个人，A和B。 A和B相互拉着手。当船上下波动时，A才能感觉到B变化的拉力。这两个船之间的高度差就是差模信号。当水位上升或者下降时，A并不能感觉到这个拉力。这两个船离水底的绝对高度就是共模信号。于是，我们说A和B只对差模信号响应，而对共模信号不响应。当然，也有一定的共模范围了，太低会沉到水底，这样船都无法再波动了。太高，会使会水溢出而形成水流导致船没法在水面上停留。理论上，A 和B应该只是对差模有响应。但实际上，由于船上下颠簸，A和B都晕了，明明只有共模，却产生了幻觉：似乎对方相对自己在动。这就说明，A和B内力较弱，共模抑制比不行啊。说笑了啊，不过大致也就是这个意思。当然,差模电压也不可以太大，否则会导致把A和B拉开。

单端转差分

采用差分PulSAR ADC AD7982转换单端信号关键字：差分PulSAR ADC AD7982 单端信号电路功能与优势许多应用都要求通过高分辨率、差分输入ADC来转换单端模拟信号，无论是双极性还是单极性信号。本直流耦合电路可将单端输入信号转换为差分信号，适合驱动PulSAR系列ADC中的18位、1 MSPS器件AD7982。该电路采用单端转差分驱动器ADA4941-1 和超低噪声5.0 V基准电压源ADR435 ，可以接受许多类型的单端输入信号，包括高压至低压范围内的双极性或单极性信号。整个电路均保持直接耦合。如果需要重点考虑电路板空间，可以采用小封装产品，图1所示的所有IC均可提供3 mm × 3 mm LFCSP或3 mm × 5 mm MSOP小型封装。图1：单端转差分直流耦合驱动器电路（原理示意图）电路描述 AD7982的差分输入电压范围由REF引脚上的电压设置。当VREF = 5 V时，差分输入电压范围为±VREF = ±5 V。从单端源VIN到ADA4941-1的OUTP的电压增益（或衰减）由R2与R1之比设置。R2与R1之比应等于VREF 与输入电压峰峰值VIN之比。当单端输入电压峰峰值为10 V且VREF = 5 V时，R2与R1之比应为0.5。OUTN上的信号为OUTP 信号的反相。R1的绝对值决定电路的输入阻抗。反馈电容CF根据所需的信号带宽选择，后者约为1/(2πR2CF)。20 Ω电阻与2.7 nF电容构成3 MHz单极点低通噪声滤波器。电阻R3和R4设置AD7982的IN?输入端的共模电压。此共模电压值等于VOFFSET2 × (1 + R2/R1)，其中VOFFSET2 = VREF × R3/(R3 + R4)。电阻R5和R6设置ADC的IN+输入端的共模电压。此电压等于VOFFSET1 = VREF × R5/(R5

全差分伪差分单端输入ADC理解

伪差分：伪差分信号连接方式减小了噪声，并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接.在伪差分模式下，信号与输入的正端连接，信号的参考地与输入的负端连接。伪差分输入减小了信号源与设备的参考地电位(地环流)不同所造成的影响，这提高了测量的精度。伪差分输入与差分输入在减小地环流和噪声方面是非常相似的，不同的方面在于，差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入一定仅仅是一个参考。描述伪差分的另外一种方式就是，输入仅仅在打破地的环流这个意义上是差分的，而参考信号(负端输入)不是作为传递信号的，而仅仅是为信号(正端输入)提供一个直流参考点。全差分与单端输入：在单端方式工作时；ADC转换的是单输入引脚对地的电压值；在增益为1时，测量的值就是输入的电压值；范围是0V到VREF；当增益增加时，输入的范围要相应的减小；在差分方式工作时；ADC转换的是AIN+与AIN-两个引脚的差值；在增益为1时，测量的值等于(AIN+)-(AIN-)，范围是-VREF到+VREF；当增益增加时，输入的范围要相应的减小。注意：在差分方式时所提的负压是指AIN-引脚的电压大于AIN+引脚的电压，实际输入到两个引脚的电压对地都必需是正的；例如:如果AIN+引脚输入的电压为0V，AIN-引脚的输入电压为1/2VREF时，差分的输入电压为(0V-1/2VREF) = -1/2VREF。 ADI公司目前针对10KHz左右采样速率的24位ADC推荐AD719X系列的产品。AD779X属于老产品，老产品噪声较大。对于单端输入，能测量双极性信号的ADC，内部原理为基准源分压方式，对于TI的MSP430F1161，基准源可提供正负方式。对于ADuC845的AD输入配置，可以配置为4个全差分输入，或者8个伪差分输入，对于伪差分输入，AINCOM端为参考端。GAIN越大，ADC的有效分辨率越小，采样速率越高，有效分辨率也越小。上图参数可得出，全差分的每个输入端口电压不能低于0V，也不能高于规定的电压值。 ADI 的工程师说对于单端输入的单电源供电的AD转换器，能采集双极性信号的是，ADC内部原理是通过分压方式，可以参考MAX197的数据手册。

单端与差分输入

单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差. 单端输入时, 是判断信号与GND 的电压差. 差分输入时, 是判断两个信号线的电压差. 信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳) 而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差) 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，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。步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析来源：本站原创作者：佚名日期：2012年12月03日【字体：大中小】为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查间题，完成自动控制系统构建. 为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查间题，完成自动控制系统构建. 一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式 1、脉冲输出模式雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向)，一种是双脉冲《CW+CCW)，可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.

差分放大电路解读

实验三差分放大电路一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法二、实验原理图3－1是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P 用来调节T 1、T 2 管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。 R E 为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。图3－1 差动放大器实验电路

当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1、静态工作点的估算典型电路 E BE EE E R U U I -≈ （认为U B1＝U B2≈0） E C2C1I 2 1 I I == 恒流源电路 E3 BE EE CC 2 1 2 E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈ C3C1C1I 2 1 I I == 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (12 r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 21 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -==

AD差分输入信号

A/D差分输入信号在上一节已经提到过，控制字的第4位和第5位是用于控制PCF8591的模拟输入引脚是单端输入还是差分输入。差分输入是模拟电路常用的一个技巧，这里我们把相关知识做一些简单介绍。从严格意义上来讲，其实所有的信号都是差分信号，因为所有的电压只能是相对于另外一个电压而言。但是大多数系统，我们都是把系统的GND作为基准点。而对于A/D来说的差分输入，通常情况下是除了GND以外，另外两路幅度相同，极性相反的输入信号，其实理解起来很简单，就如同跷跷板一样。如图17-8所示。图17-8差分输入原理差分输入的话，就不是单个输入，而是由2个输入端构成的一组输入。PCF8591一共是4个模拟输入端，可以配置成4种模式，最典型的是4个输入端构造成的两路差分模式，如图17-9所示。图17-9PCF8591差分输入模式

当控制字的第4位和第5位都是1的时候，那么4路模拟被配置成2路差分模式输入channel0和channel1。我们以channel0为例，其中AIN0是正向输入端，AIN1是反向输入端，它们之间的信号输入是幅度相同，极性相反的信号，通过减法器后，得到的是两个输入通道的差值，如图17-10所示。图17-10差分输入信号通常情况下，差分输入的中线是基准电压的一半，我们的基准电压是 2.5V，假如 1.25V作为中线，V+是AIN0的输入波形，V-是AIN1的输入波形，Signal Value就是经过减法器后的波形。很多A/D都采用差分的方式输入，因为差分输入方式比单端输入来说，有更强的抗干扰能力。单端输入信号时，如果一线上发生干扰变化，比如幅度增大5mv，GND不变，测到的数据会有偏差；而差分信号输入时，当外界存在干扰信号时，只要布线合理，大都同时被耦合到两条线上，幅度增大5mv会同时增大5mv，而接收端关心的只是两个信号的差值，所以外界的这种共模噪声可以被完全抵消掉。由于两根信号的极性相反，它们对外辐射的电磁场可以相互抵消，有效的抑制释放到外界的电磁能量。在我们的KST-51开发板上，我们没有做差分信号输入的实验环境，由于这个内容在A/D部分比较重要，所以还是介绍给大家，以供参考。

差分阻抗_差模阻抗与特性阻抗区别新选

差模信号、共模信号、共模抑制比、差分阻抗、共模阻抗、单端阻抗差模又称串模，指的是两根线之间的信号差值；共模噪声又称对地噪声，指的是两根线分别对地的噪声。对于一对信号线A、B，差模干扰相当于在A与B之间加上一个干扰电压，共模干扰相当于分别在A与地、B与地之间加上一个干扰电压。平常用双绞线传输差分信号就是为了消除共模噪声，原理很简单，两线拧在一起，受到的共模干扰电压很接近， Ua - Ub 没什么变化，当然这是理想情况。RS422/485总线就是利用差分传输信号的一种具体应用。实际应用中，温度的变化、各种环境噪声的影响都可以视作为共模噪声信号，但如果在传输过程中两根线的对地的噪声衰减不一样大，使得两根线之间存在了电压差，这时共模噪声就转变成了差模噪声。差分信号不是一定要相对地来说的，如果一根线是接地的，那他们的差值就是相对地的值了，这就是模拟电路中的差分电路单端输入情况。差模是相对共模来说的，差分是一种方式。假如一个ADC有两个模拟输入端，并且AD 转换结果取决于这两个输入端电压之差，我们说这个ADC是差分输入的，并把这两个模拟输入端合在一起叫做差分输入端。但是加在差分输入端上的电压并不一定总是大小相等方向相反，甚至很多情况下是同符号的(即不一定是一正一负)，我们把它们的差叫做差模输入，而把它们共有的量（即平均值）叫做共模输入。差分是一种电路形式的叫法，差模是对信号的定义(相对共模)。差模信号：大小相等，方向相反的信号；共模信号：大小相等，方向相同的信号。在差分放大电路中，经常提到共模信号和差模信号，在差分放大电路中共模信号是不会被放大的，可以理解为三极管的温漂引起的电流信号，为了形象化温漂而提出了共模信号，差模信号为输入信号，Ui就是放大的对象。在差动放大电路中，有两个输入端，当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号（这是有用的信号），放大器能产生很大的放大倍数，这种信号叫做差模信号，这时的放大倍数叫做差模放大倍数。如果在两个输入端分别输入大小相等，相位相同的信号（实际是由于上一级温度变化而产生的信号，是一种有害的信号），这种信号叫做共模信号，这时的放大倍数叫做共模放大倍数。由于差动放大电路的构成特点，电路对共模信号有很强的负反馈，所以共模放大倍数很小（一般都小于1），计算公式又分为单端输出和双端输出，所以有时候共模信号和差模信号是指差动放大器双端输入时的输入信号。共模信号：双端输入时，两个信号相同。差模信号：双端输入时，两个信号的相位相差180度。

典型差分放大电路

典型差分放大电路 1、典型差分放大电路的静态分析（1）电路组成（2）静态工作点的计算静态时：v s1=v s2=0，电路完全对称，所以有 I B Rs1+U BE +2I E Re=V EE 又∵ I E =（1+β）I B ∴ I B1=I B2=I B = 通常Rs<<(1+β)Re ，U BE =0.7V （硅管）: I B1=I B2=I B = 因： I C1=I C2=I C =βI B 故： U CE1=U CE2=V CC －I C Rc 静态工作电流取决于V EE 和Re 。同时，在输入信号为零时，输出信号电压也为零（u o= Vc1－VC2=0），即该差放电路有零输入——零输出。 2、差分放大电路的动态分析（1）差模信号输入时的动态分析 ()e s BE EE R 12R U V β++-

如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，即 v s1=- v s2= 或 v s1- v s2= u id u id 称为差模输入信号。在输入为差模方式时，若一个三极管的集电极电流增大时，则另一个三极管的集电极电流一定减小。在电路理想对称的条件下，有：i c1=- i c2。 Re 上的电流为： i E =i E1+i E2=（I E1+ i e1）+（I E2+ i e2 ）电路对称时，有I E1= I E2= I E 、i e1=- i e2，使流过Re 上的电流i E =2I E 不变，则发射极的电位也保持不变。差模信号的交流通路如图: 差模信号下不同工作方式的讨论: ① 双端输入—双端输出放大倍数：当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时，称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同，无负载的情况下: be s c s1o1s2s1o2o1id o ud r R R 22u u A +-==--== βv v v v v v

高频情况下的单端信号和差分信号的转换

Single-to-differential Conversion in High-frequency Applications Introduction The aim of this application note is to provide the user with different techniques for sin-gle-to-differential conversions in high frequency applications. The first part of this document gives a few techniques to be used in applications where a single-to-differential conversion is needed. The second part of the document applies the same techniques to Atmel broadband data conversion devices, taking into account the configuration of the converters’ input buffers. This document does not give an exhaustive panel of techniques but should help most users find a convenient method to convert a single-ended signal source to a differen- tial signal.

典型差分放大电路

典型差分放大电路 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

差分信号转单端信号使用概述

差分信号转单端信号使用概述差分信号的阐述差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里，"系统地"被用作电压基准点。当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。单端信号的阐述单端输入输入信号均以共同的地线为基准这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时, 是判断信与 GND 的电压差。差分信号转单端信息号又称编码器信号转换器编码器信号转换模块，可应用于解决旋转编码器、光栅尺差模输出与单片机、PLC控制器之间转换接口、应用于西门子、ABB、AB、欧姆龙、三菱、松下、台达等各类PLC高速计数模块、脉冲输入端）、电动机编码器、光栅尺与PLC控制器之间转换接口、变频器信号与PLC控制器之间的信号传输、还特别适用于电机自控应用等领域。尤其是能克服工控系统复杂的现场环境下的强干扰，排除强电场、强磁场等电气干扰。双高速差模信号转换器能有效保护较为敏感的电路，并且具有脉冲整形功能，有效地提高了系统之间的抗干扰性能，为工业自动化控制系统中提供一个安全接口。产品概述 SYN5007A型差分转集电极开漏输出模块是由西安同步电子科技有限公司精心设计、自行研发生产的一款信号转换设备，将伺服编码器光栅尺等

差分输入单端输出放大器电路图

差分输入单端输出放大器电路图该电路是一款用于将一个差分输入转换为一个单端输出的电路。当增益等于 1 时 (R1 = R2 = 604W 和 VOUT = V2 – V1)，输入参考差分电压噪声为 9nV/√Hz，差分输入信噪比为 (对于位于 4MHz 噪声带宽内的输入信号)。输入 AC 共模抑制取决于电阻器 R1 和 R3 的匹配以及LT1567 负输出转换器的增益容差 (在高达 1MHz 频率下，当电阻器匹配误差为 1% 和负输出转换器增益容差为 2% 时，共模抑制至少为 40dB)。

怎样采用多种单端信号驱动低功率的16 位ADC [导读]?匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案，本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案，本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。 LTC2383-16 是一款低噪声、低功率、1Msps、16 位 ADC，具备±的全差分输入范围。LT6350 是一款轨至轨输入和输出的、低噪声、低功率单端至差分转换器/ADC 驱动器，具备快速稳定时间。运用 LT6350，0V 至、0V 至 5V 和±10V 的单端输入范围可以很容易转换为 LTC2383-16 的±全差分输入范围。全差分驱动图 1 显示了用于本文所述所有电路的基本构件。该基本构件用于至 LTC2383-16 模拟输入的DC 耦合全差分信号。电阻器 R1、R2 和电容器 C1 将输入带宽限制到大约 500kHz。电阻器 R3 和 R4 减轻 ADC 输入采样尖峰的影响，该尖峰可能干扰传感器或 ADC 驱动器输入。图 1：全差分驱动电路这个电路对于具备低阻抗差分输出的传感器很有用。驱动 AIN+ 和 AIN–的共模电压必须等于 VREF/2，以满足 LTC2383-16 的共模输入范围要求。图 1 中的电路可以是 AC 耦合的，以在必要时，使 ADC 输入的共模电压与传感器相匹配。只需通过一个 1k 电阻器将AIN+ 和 AIN–偏置到VCM （VCM=VREF/2）、通过一个 10μF 电容器将传感器输出耦合到AIN+ 和 AIN–即可，如图 2 所示。

差分放大电路

实验五差分放大电路一、实验目的 1．加深对差分放大电路原理、性能及特点的理解。 2．学习差分放大电路主要性能指标的测试方法。二、预习要求 1．阅读实验原理，根据实验电路参数，估算典型差分放大电路和具有恒流源的差分放大电路的静态工作点及差模电压放大倍数（取β1=β2=100）。 2．测量静态工作点时，差分放大器输入端A、B与地应如何连接？ 3．实验中怎样获得双端和单端输入差模信号？怎样获得共模信号？画出A、B端与信号源之间的连接图。怎样调整静态零点？ 4．用什麽仪表测量输出端电压U0？ 5．怎样用交流毫伏表测双端输出电压U0？三、实验原理与参考电路 -V EE -12V 图5-1差分放大电路图5-1是差分放大电路的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差分放大电路。调节调零电位器R p，使差分放大电路两边对称的元件参数相等，当输入信号U I=0时，双端输出电压U0=0。R E为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。当开关拨向右边时，构成具有恒流源的差分放大电路。它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E，可以进一步提高差分放大电路抑制共模信号的能力。 1．静态工作点的估算典型电路

E BE EE E R U U I ] [-= （认为U B1=U B2≈0） 221E C C I I I = = 恒流源电路 3212331)()]([E BE EE CC E C R U R R U U R I I ? -++?= ≈ 2321C C C I I I = = 2．差摸电压放大倍数和共模电压放大倍数当差分放大电路的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。双端输出： R E =∞，R P 在中心位置时， P be B C I O d R r R R U U A )1(ββ+++= ??= 单端输出： 211d I C d A U U A = ??= 222d I C d A U U A -=??= 当输入共模信号时，若为单端输出，则有， E C E P be B C I C C C R R R R r R R U U A A 2)22 )( 1(1 21- ≈++++-= ??= =ββ 若为双端输出，在理想情况下 =??=I O C U U A 实际上由于元件不可能完全对称，因此共模放大倍数A c 也不会绝对等于零。 3．共模抑制比CMRR 为了表征差分放大电路对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 C d A A = CMRR 或者 C d A A log 20CMRR = （dB ）差分放大电路的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f=1KHz 的正信号作为输入信号。四、实验内容

如图所示的单端输出差分对放大器调幅原理电路中

如图所示的单端输出差分对放大器调幅原理电路中，u c 为差模输入电压，在交流通路中加在晶体管V 1和V 2的基极之间；u 控制电流源的电流，即晶体管的集电极电流i 3 c 。图所示的转移特性给出了V 1和V 2的集电极电流ic1和ic2与uc 和ic3之间的关系。有：其中，U T 为热电压。对电流源进行分析可得到：如上图所示的单端输出的差分对放大器调幅原理电路中， c u 为差模输入电压，在交流通路中加在晶体管1V 和2V 的基极之间；u Ω控制电流源的电流，即晶体管3V 的集电极电流3 c i 。如图所示的转移特性给出了1V 和2V 的集电极电流1 c i 和2 c i 与c u 和 3 c i 之间的关系。根据差分对放大器的电流方程，有： 131(1)2 2c c c T u i i th U = + （2.1.1）其中，T U 为热电压。对电流源进行分析可得到：

()33E E B Eo n c E E U U u i i R Ω -+≈= 代入式（2.1.1），得： ()1() 0(1)221(1)(1)2222()()E E B E o n c c E T E E B E o n c c E T E T U U u u i th R U U U u u th th u R U R U I t g t u Ω ΩΩ -+=+-= ++ +=+ 其中()0()(1)22E E B E o n c E T U U u I t t h R U -=+，1()(1)22c E T u g t t h R U =+ 以下分三种情况讨论0 () I t 和() g t 中的双曲正切函数。（1）当c m T U U <时，差动放大器工作在线性区，双曲正切函数近似为其自变量： 2c T u t h U ≈ 2c T u U (2) 当4c m T U U >时，差动放大器工作在开关状态，双曲正切函数的取值为1或-1，即 2c T u t h U ≈21(0)()1(0)c c c u k wt u >? =?-

单端、差分信号有何不同_单端信号和差分信号区别

单端、差分信号有何不同_单端信号和差分信号区别本文为大家详细介绍单端信号和差分信号区别。差分信号介绍差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相差180度，极性相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号优点差分信号的第一个好处是，因为你在控制基准电压，所以能够很容易地识别小信号。在一个地做基准，单端信号方案的系统里，测量信号的精确值依赖系统内地的一致性。信号源和信号接收器距离越远，他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与地的精确值无关，而在某一范围内。差分信号的第二个主要好处是，它对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的EMI还要少。差分信号提供的第三个好处是，在一个单电源系统，能够从容精确地处理双极信号。为了处理单端，单电源系统的双极信号，我们必须在地和电源干线之间某任意电压处（通常是中点）建立一个虚地。用高于虚地的电压来表示正极信号，低于虚地的电压来表示负极信号。接下来，必须把虚地正确地分布到整个系统里。而对于差分信号，不需要这样一个虚地，这就使我们处理和传播双极信号有一个高真度，而无须依赖虚地的稳定性。差分信号缺陷差分电路的主要缺陷是走线的增加。因此，如果你的应用中这些优点没有一个是特别重要的，那么就不值得为差分信号以及附带的布线考虑增加面积。但是如果这些优点在你的电路中产生了显著的性能差异，那么增加的布线面积就是我们付出的代价。单端信号和差分信号区别一、基本区别单端信号指的是用一个线传输的信号，一根线没参考点怎么会有信号呢？参考点就是地啊。也就是说，单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。那么当你把信号从A点传递到B点的时候，有一个前提就是A点和B点的地电势应该差不多是一样的。

差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换.

差分放大电路单端输入信号的射极耦合传输及等效变换 0引言图1所示为典型长尾式单端输入差分放大电路，利用电路分析的方法将单端输人信号线等效变换成差模输入信号、共模输入信号的叠加，可深入理解输入信号线经发射极耦合传输、等效变换的过程。以下分析，假设电路中对称元件的参数相同。图1 长尾式单端输入差分放大电路 1 单端输入信号发射极耦合传输及分解图1所示电路，输人信号线经ui经T1的发射极耦合传输到T2的发射极，输人回路的微变等效电路如图2所示。其中： rbc为晶体管的输人电阻；β为晶体管的电流放大系数。图2 单端输入差分放大电路输入回路的微变等效电路在图2中所设定的ui参考极性下，输人回路所产生的各处电流、电压是 ib1为T1的基极电流，ie1为 T1的发射极电流，；ib2为T2 的基极电流； ie2为T2的发射极电流，；ie为发射极电阻Re中的电流；ue为发射极电位。由图2及KCL有：变换式（1）有：由图2及式（2），输入信号ui可表示为：变换式（3）：由图2及式（2），式（4），发射极电位ue可表示为：由图1及图2，ui作用下所产生的左边输入端和发射极之间的电极为：由图1及图2，ui作用下所产生的右边输入端和发射极之间的电压为：式（6）、式（7）中，为作用于输入端和发射极之间的每边差模输入信号；为作用于输入端和发射极之间每边的共模输入信号即总的共模输入信

号，表达式中含发射极电阻Re ；反映了Re对共模输入信号的抑制作用，发射极电阻Re越大，共模负反馈抑制作用越强，共模输人信号越小。式（6）、式（7）表明，输入信号ui在输入回路可等效分解为差模输入信号、共模输入信号的叠加，如图3所示。图3 ui等效分解为差模输入信号、共模输入信号叠加图4，图5为输入信号ui分解后差模输入单独作用等效电路及共模输入单独作用的等效电路。图4 ui分解后的差模输入单独作用等效电路图5 ui分解后的共模输入单独作用等效电路 2 信号的等效变换在保持输入端和发射极之间的差模输入信号不变，既保持输入端所产生的差模输入电流不变的前提下，可将图4中每边的差模输人信号等效变换作用于输人端和地之间，发射极经电阻Re接地，如图6昕示。图6 接Re的差模输入等效电路在保持所产生的共模输人咆流不变的条件下，可将图5中每边的共模输入信号等效变换后作用于输入端和地之问、共模输人信号等效变换成数值为 ui/2，发射极经电阻Re接地，如图7所示。图7 接Re的共模输入等效电路 3 结论差分放大电路的单端输入信号，经差分管的发射极耦合传输，可等效为差模输入信号、共模输入信号的叠加，且等效变换时，与发射极电阻Re取值大小无关。发射极电阻Re抑制共模输入信号，取值大小反映对共模输人信号的抑制程度；发射极电阻 Re对差模输入信号无影晌。

理解什么是单端&差分&伪差分

Google+百度の英文关键词 Single-Ended Input（单端）差分（Fully-Differential Input）伪差分（Pseudo-Differential Input）单端输入&差分输入输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差. 单端输入时,是判断信号与GND的电压差. 差分输入时,是判断两个信号线的电压差. 信号受干扰时,差分的两线会同时受影响,但电压差变化不大.(抗干扰性较佳) 而单端输入的一线变化时,GND不变,所以电压差变化较大.(抗干扰性较差) 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(最好相邻布线)，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，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。当AD的输入信号只有一路时，为了更好地抑制共模噪声，我们可以采用差分输入方式。这就需要我们首先要将单端变成差分，可以用运放AD8138实现。 RS232C是单端输入,这样在输入中有干扰信号加到输入中就会影响输出,造成输出信号错误;RS485是差动输入,即两个输入端的电势差作为输入,有干扰信号的话也会在作差的时候减掉了,这样可以大大提高信号的抗干扰能力!!