问：咱们能够运用外表放大器生成差分输出信号吗？
答：跟着对精度要求的不同进步，全差分信号链组件因超卓的功用锋芒毕露，这类组件的一个首要长处是可经过信号路由拾取噪声按捺。因为输出会拾取这种噪声，输出常常会呈现差错并因而在信号链中进一步衰减。此外，差分信号能够完成两倍于同一电源上的单端信号的信号规模。因而，全差分信号的信噪比（SNR）更高。经典的三运放外表放大器具有许多长处，包含共模信号按捺、高输入阻抗和准确（可调）增益；可是，在需求全差分输出信号时，它就力不从心了。人们现已运用一些办法，用规范组件完成全差分外表放大器。可是，它们有着各自的缺陷。
图1.经典外表放大器。
一种技能是运用运算放大器驱动参阅引脚，正输入为共模，负输入为将输出衔接在一起的两个匹配电阻的中心。该装备运用外表放大器输出作为正输出，运算放大器输出作为负输出。因为两个输出是不同的放大器，因而这些放大器之间动态功用的失配会极大地影响电路的全体功用。此外，两个电阻的匹配导致输出共模随输出信号运动，成果或许导致失真。在规划该电路时，在挑选放大器时有必要考虑稳定性，并且或许需求在运算放大器上设置一个反应电容，用于约束电路的总带宽。最终，该电路的增益规模取决于外表放大器。因而，不或许完成小于1的增益。
图2.运用外部运算放大器生成反相输出。
另一种技能是将两个外表放大器与输入开关并联。与前一电路比较，这种装备具有更好的匹配驱动电路和频率响应。但它不能完成小于2的增益。该电路还需求精细匹配增益电阻，以完成纯差分信号。这些电阻的失配会导致输出共模电平的改变，其影响与从前的架构相同。
图3.运用第二外表放大器发生反相输出。
这两种办法对可完成的增益以及匹配组件的要求存在约束。
新式穿插衔接技能
经过穿插衔接两个外表放大器，如图4所示，这种新电路运用单个增益电阻供给具有精细增益或衰减的全差分输出。经过将两个参阅引脚衔接在一起，用户能够依据需求调整输出共模。
图4.穿插衔接技能——生成差分外表放大器输出的解决方案。
In_A的增益由以下等式推出。因为输入电压呈现在外表放大器2的输入缓冲器的正端子上，而电阻R2和R3另一端的电压为0 V，因而这些缓冲器的增益遵从适用于同相运算放大器装备的等式。相同，关于外表放大器1的输入缓冲器，增益遵从反相运算放大器装备。因为差分放大器中的一切电阻都匹配，因而缓冲器输出的增益为1。
图5.外表放大器内部的匹配电阻是穿插衔接技能的要害。
依据对称性准则，假如在In_B施加电压V2且In_A接地，则成果如下：
将这两个成果相加得到电路的增益。
增益电阻R3和R2设置电路的增益，并且只需求一个电阻来完成全差分信号。正/负输出取决于装置的电阻。不装置R3将导致增益等式中的第二项变为零。由此可得，增益为2×R1/R2。不装置R2会导致增益等式中的榜首项变为零。由此可得，增益为-2×R1/R3。需求留意的另一点是增益纯粹是一个比率，因而能够完成小于1的增益。请记住，因为R2和R3对增益有相反的影响，所以，运用两个增益电阻会使榜首级增益高于输出。假如在挑选电阻值时不小心，成果会加大因为榜首级运算放大器在输出端引起的差错。
为了演示这个电路的实践运用状况，咱们把两个AD8221外表放大器衔接起来。数据手册将R1列为24.7kΩ，因而当R2为49.4kΩ时，可完成等于1的增益。
CH1是In_A的输入信号，CH2为VOUT_A，CH3为VOUT_B。输出A和B匹配且反相，差值在起伏上等于输入信号。
图6.运用穿插衔接技能生成差分外表放大器输出信号，在增益=1的条件下测得的成果。
接下来，将49.4kΩ增益电阻从R2移至R3，电路的新增益为-1。现在Out_A与输入反相，输出之间的差值在起伏上等于输入信号。
图7.运用穿插衔接技能生成差分外表放大器输出信号，在增益=-1的条件下测得的成果。
如前所述，其他技能的一个约束是无法完成衰减。依据增益等式，运用R2 =98.8kΩ，电路会使输入信号衰减两倍。
图8.运用穿插衔接技能生成差分外表放大器输出信号，在增益=1/2的条件下测得的成果。
最终，为了证明高增益，挑选R2=494Ω以完成G=100。
图9.运用穿插衔接技能生成差分外表放大器输出信号外表放大器，在增益=100条件下测得的成果。
该电路的功用体现契合增益等式的描绘。为了取得最佳功用，运用此电路时应采纳一些预防措施。增益电阻的精度和漂移会添加外表放大器的增益差错，因而要依据差错要求挑选适宜的容差。因为外表放大器的Rg引脚上的电容或许导致较差的频率功用，因而假如需求高频功用，应留意这些节点。此外，两个外表放大器之间的温度失配会因失调漂移导致体系失调，因而在此应留意布局和负载。运用双通道外表放大器，如AD8222，有助于战胜这些潜在的问题。
定论
穿插衔接技能坚持外表放大器的所需特性，一起供给附加功用。虽然本文评论的一切示例都完成了差分输出，但在穿插衔接电路中，输出的共模不会受电阻对失配的影响，与其他架构不同。因而，一直都能完成真实的差分输出。并且，如增益等式所示，差分信号衰减是或许存在的，这就消除了选用漏斗放大器的必要性，在曾经，这是必不可少的。最终，输出的极性由增益电阻的方位决议（运用R2或R3），这为用户添加了更多的灵活性。
作者介绍：
Matthew“Rusty”Juszkiewicz ［rusty.juszkiewicz@analog.com］是坐落马萨诸塞州威尔明顿的ADI公司线性产品与解决方案（LPS）事业部的一名产品工程师。他在美国东北大学取得电子工程硕士学位后于2015年参加ADI公司
