一种将单端信号转换为差分信号的电路制造技术

本实用新型专利技术属于信号转换技术领域，尤其涉及一种将单端信号转换为差分信号的电路，包括基准源、信号源、ADC芯片、运放电路Ⅰ和运放电路Ⅱ；运放电路Ⅰ的输入负极端Ⅰ用于接地，基准源和信号源分别接入所述运放电路Ⅰ的输入正极端Ⅰ，运放电路Ⅰ的输出端Ⅰ分别接入所述运放电路Ⅱ的输入负极端Ⅱ和ADC芯片的输入正极端Ⅲ；运放电路Ⅱ的输出端Ⅱ接入ADC芯片的输入负极端Ⅲ，ADC芯片的输出端Ⅲ接入运放电路Ⅱ的输入正极端Ⅱ。本技术方案利用简单的结构融合了两个运算放大电路，通过设置基准源有效弥补了ADC芯片提供的供共模电压VCM不能同时驱动两级运算放大电路的缺陷，打破一级运算放大倍数存在局限性，能确保电路稳定运行，对实现高精度采集具有重要意义。度采集具有重要意义。度采集具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种将单端信号转换为差分信号的电路


[0001]本技术属于信号转换
，尤其涉及一种将单端信号转换为差分信号的电路。

技术介绍

[0002]电路中往往会有很多不平衡的电路结构，往往需要将不平衡的电路结构转化成平衡的电路结构。不平衡的电路会带来很多问题，比如较差的电磁兼容特性，抗干扰能力差等问题。相对的，平衡电路往往具备较高的电磁兼容性以及抗干扰能力。在雷达设计中，用的比较多的就是模拟至数字端转化的时候需要用到不平衡至平衡转换，中频端往往都是单端信号，但是进入ADC采样前必须转化成差分信号，不仅仅是因为现在的高速ADC都是差分输入的形式，也同时保证后级的数字电路都能以高速差分走线的形式布局，提高抗干扰能力。常见的单端转差分主要有两种：一种是采用巴伦的形式；第二种则是采用运算放大器的形式。其中，运算放大器是一种有源电路，其本身对信号有放大作用，这也决定了它的外围电路会相对于巴伦复杂，并且由于本身对于高频信号的响应一般，因此适用于小信号下的低频电路。
[0003]目前单端转差分的电路普遍如公开号为CN106505985A的中国专利文献中公开的一种单端至差分转换电路，包括反相输入端、用于接收参考信号的非反相输入端，以及输出端；另外，第一电阻耦接在该放大器的反相输入端和输出端之间；第二电阻耦接于该放大器的反相输入端；第三电阻耦接于该放大器的输出端；电阻串耦接在该放大器的输出端和该第二电阻之间，包括串联的第四电阻和第五电阻。该对差分信号之一信号通过该第三电阻提供，以及，该对差分信号之另一信号通过该电阻串提供。这类单端至差分转换电路存在以下缺陷：只有一级运算放大，放大倍数存在局限性，若为了达到放大倍数要求，贸然结合两个运算放大器，可能会导致电路极其复杂化，且连接于单端至差分转换电路后级的采集模块提供的共模电压VCM 不能同时驱动两级运算放大器，（单端至差分转换）电路便会因电压不足而无法稳定运行不足，电路无法稳定运行，最终影响信号的采集精度。

技术实现思路

[0004]本技术针对上述现有技术存在的不足，提出一种将单端信号转换为差分信号的电路，采用两个运放电路与ADC芯片的配合作用，利用简单的结构融合了两个运算放大电路，并且解决了ADC芯片提供VCM电压不能同时驱动两个运算放大器的问题。
[0005]本技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种将单端信号转换为差分信号的电路，其特征在于：包括基准源、信号源、ADC芯片、运放电路Ⅰ和运放电路Ⅱ；所述运放电路Ⅰ设置输入正极端Ⅰ、输入负极端Ⅰ和输出端Ⅰ；所述运放电路Ⅱ设置输入正极端Ⅱ、输入负极端Ⅱ和输出端Ⅱ；所述ADC芯片设置输入正极端Ⅲ、输入负极端Ⅲ和输出端Ⅲ；所述运放电路Ⅰ的输入负极端Ⅰ用于接地，所述基准源和信号源分别接入所述运放电路Ⅰ的输入正极端Ⅰ，所述运放电路Ⅰ的输出端Ⅰ分别接入所述运放电
路Ⅱ的输入负极端Ⅱ和ADC芯片的输入正极端Ⅲ；运放电路Ⅱ的输出端Ⅱ接入ADC芯片的输入负极端Ⅲ，ADC芯片的输出端Ⅲ接入运放电路Ⅱ的输入正极端Ⅱ。
[0007]优选的，所述运放电路Ⅰ包括运算放大器Ⅰ、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；电阻R1的一端连接运算放大器Ⅰ的输入端正极，另一端作为运放电路Ⅰ连接信号源的输入正极端Ⅰ；电阻R2的一端连接运算放大器Ⅰ的输入端正极，另一端作为运放电路Ⅰ连接基准源的输入正极端Ⅰ；运算放大器Ⅰ的输出端作为运放电路Ⅰ的输出端Ⅰ，运算放大器Ⅰ的输出端通过电阻R4接入运算放大器Ⅰ的输入端负极；电阻R3的一端连接运算放大器Ⅰ的输入端负极，另一端作为运放电路Ⅰ的输入负极端Ⅰ。
[0008]优选的，所述运放电路Ⅱ包括运算放大器Ⅱ、电阻R5、电阻R6和电阻R7；电阻R5的一端连接运算放大器Ⅱ带输入端负极，另一端作为运放电路Ⅱ的输入负极端Ⅱ；运算放大器Ⅱ的输出端作为运放电路Ⅱ的输出端Ⅱ，运算放大器Ⅱ的输出端通过电阻R6接入算放大器Ⅱ的输入端负极；电阻R7的一端连接运算放大器Ⅱ输入端正极，另一端作为运放电路Ⅱ的输入正极端Ⅱ。
[0009]优选的，所述运放电路Ⅰ和运放电路Ⅱ处于同一个双运放集成芯片中。
[0010]本技术方案与现有技术相比，具有以下优点：
[0011]1）本技术方案基于运放电路Ⅰ、运放电路Ⅱ和基准源，构成信号转换的加法电路和反向电路，为单端信号转换差分信号提供基础条件，利用基准源的电压提供给运放电路Ⅰ，运放电路Ⅱ由后级的ADC芯片提供共模电压VCM，如此一来，本技术方案利用简单的结构融合了两个运算放大电路，通过设置基准源有效弥补了ADC芯片提供的供共模电压VCM不能同时驱动两级运算放大电路的缺陷，不仅打破一级运算放大倍数存在局限性，并能确保电路稳定运行，对实现高精度采集具有重要意义。
[0012]2）本技术方案电路结构简单，易于实现，采用低成本的元器件即可实现，ADC芯片、运放电路Ⅰ和运放电路Ⅱ三者配合，构成闭环控制，结合在基准源和ADC芯片提供的足够电压的条件下，使得转换电路整体稳定。
[0013]3）基于本技术方案的简单结构，转换电路中各处电压信号具有清晰明了的关系，通过简单的电压检测便可知晓转换电路的故障情况，便于维修和查找问题点。
附图说明
[0014]图1为本技术方案整体结构原理框图；
[0015]图2为运放电路Ⅰ的结构原理框图；
[0016]图3为运放电路Ⅱ的结构原理框图；
[0017]图4为本技术方案具体实施的一种电路结构示意图；
[0018]图中：
[0019]1、基准源；2、信号源；3、运算放大器Ⅰ；4、运算放大器Ⅱ。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实例对本技术做进一步说明，但不应理解为本技术仅限于以下实例，在不脱离本技术构思的前提下，本技术在本领域的变形和改进都应包含在本技术权利要求的保护范围内。
[0021]实施例1
[0022]本实施例提出一种将单端信号转换为差分信号的电路（以下统称转换电路），作为本技术方案一种优选的实施方案，包括基准源、信号源、ADC芯片、运放电路Ⅰ和运放电路Ⅱ；其中，运放电路Ⅰ设置输入正极端Ⅰ、输入负极端Ⅰ和输出端Ⅰ；运放电路Ⅱ设置输入正极端Ⅱ、输入负极端Ⅱ和输出端Ⅱ；ADC芯片设置输入正极端Ⅲ、输入负极端Ⅲ和输出端Ⅲ；运放电路Ⅰ的输入负极端Ⅰ用于接地，所述基准源和信号源分别接入所述运放电路Ⅰ的输入正极端Ⅰ，所述运放电路Ⅰ的输出端Ⅰ分别接入所述运放电路Ⅱ的输入负极端Ⅱ和ADC芯片的输入正极端Ⅲ；运放电路Ⅱ的输出端Ⅱ接入ADC芯片的输入负极端Ⅲ，ADC芯片的输出端Ⅲ接入运放电路Ⅱ的输入正极端Ⅱ。
[0023]基于上述电路结构，本技术方案基于运放电路Ⅰ、运放电路Ⅱ和基准源，构成信号转换的加法电路和反向电路，为单端信号转换差分信号提供基础条件，利用基准源的电压提供给运放电路Ⅰ，运放电路Ⅱ由后级的ADC芯片提供共模电压VCM，如此一来，本技术方案利用简单的结构融合了两个运算放大电路，通过设置基准源有效弥补了AD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种将单端信号转换为差分信号的电路，其特征在于：包括基准源、信号源、ADC芯片、运放电路Ⅰ和运放电路Ⅱ；所述运放电路Ⅰ设置输入正极端Ⅰ、输入负极端Ⅰ和输出端Ⅰ；所述运放电路Ⅱ设置输入正极端Ⅱ、输入负极端Ⅱ和输出端Ⅱ；所述ADC芯片设置输入正极端Ⅲ、输入负极端Ⅲ和输出端Ⅲ；所述运放电路Ⅰ的输入负极端Ⅰ用于接地，所述基准源和信号源分别接入所述运放电路Ⅰ的输入正极端Ⅰ，所述运放电路Ⅰ的输出端Ⅰ分别接入所述运放电路Ⅱ的输入负极端Ⅱ和ADC芯片的输入正极端Ⅲ；运放电路Ⅱ的输出端Ⅱ接入ADC芯片的输入负极端Ⅲ，ADC芯片的输出端Ⅲ接入运放电路Ⅱ的输入正极端Ⅱ。2.如权利要求1所述一种将单端信号转换为差分信号的电路，其特征在于：所述运放电路Ⅰ包括运算放大器Ⅰ、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；电阻R1的一端连接运算放大器Ⅰ的输入端正极，另一端作为运放电路Ⅰ连接信号源的输入正极端Ⅰ；电阻R2的一端连接运算放大器Ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红根，
申请(专利权)人：成都长波仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：