¿Cuáles son las preocupaciones al convertir señales de un solo extremo en diferenciales?

Descripción de la aplicación:

Estamos convirtiendo una salida DAC de un solo extremo en diferencial. La salida DAC compone una señal de CC (-10 V - +10 V) y ondas sinusoidales que funcionan por debajo de 100 kHz (por debajo de 100 mVpp). El DAC ya tiene un seguidor de voltaje OpAmp al final.

El motivo de la conversión es que quiero exportar un rango más grande de la salida. El rango de la señal de un solo extremo es de 20 V, mientras que una diferencial con la misma fuente de alimentación podría proporcionar un rango de 40 V.

La carga sobre la que ejercerá la tensión de salida es un condensador, por lo que tiene una impedancia muy grande. Supongo que en este caso no son necesarias las salidas balanceadas para voltajes diferenciales.

Pregunta

  1. ¿Puedo simplemente usar un inversor de voltaje en la salida del DAC? La razón es que puedo encontrar OpAamps de tamaño pequeño con varios OpAmps en un chip.

  2. ¿Cuáles son las consideraciones al diseñar un convertidor para este propósito? Tales como selecciones OpAmp, resistencias de retroalimentación, etc.

  3. Vi que algunas aplicaciones usan amplificadores operacionales diferenciales. ¿Cuáles son los beneficios de ellos en comparación con el uso de OpAmps?

¿Dices que el propósito es "exportar una amplia gama de resultados"? No entiendo a qué te refieres con "exportar". Por lo general, la razón para ir a diferencial es evitar el ruido de modo común (que afectaría si va a enviar la señal a través de un par trenzado, por ejemplo). Simplemente duplicar la amplitud no es beneficioso a menos que pueda duplicar la relación señal-ruido (SNR).
¿Cuál es el valor del capacitor?
¿El voltaje de modo común de salida está referenciado a tierra o a otra cosa?
@jpcgt En nuestro caso, sería un voltaje de control para controlar un dispositivo similar a un capacitor. El rango de 20V no es suficiente. Mientras que el rango de 40V es suficiente.
@Andyaka La capacitancia será bastante pequeña, alrededor de 10pF. Es un dispositivo similar a un capacitor, no un capacitor real.
@SpehroPefhany Gracias por su respuesta. Para la salida, el voltaje de modo común está referenciado a su tierra. Para la carga, solo ve la diferencia de voltaje y no tiene realmente una referencia de voltaje. ¿Estoy respondiendo a tu pregunta?

Respuestas (1)

  1. Sí tu puedes.
  2. Capacidad para manejar carga capacitiva de manera estable, bajo voltaje de compensación, alto rechazo de modo común, alto rechazo de fuente de alimentación, alta impedancia de entrada, alto ancho de banda de ganancia, los sospechosos habituales (pero en el orden en que serían los más importantes) La resistencia de retroalimentación probablemente debería estar en el 1kΩ-10kΩ, más alto y obtienes un "ruido Johnson" más bajo y obtienes una corriente excesiva extraída del nodo (la regla general es elegirlo para que la escalera de resistencia para la retroalimentación solo consuma 1/10 de la corriente de salida máxima )
  3. Beneficios del amplificador operacional diferencial para conversión simple a diferencial: no tiene que preocuparse por la falta de coincidencia de dos compensaciones de entrada diferentes (cada amplificador operacional de un solo extremo tendrá su propia compensación de entrada diferente), estoy seguro de que hay otros pero yo no puedo pensar en ellos.
Gracias por tu respuesta Dave. ¿Podría explicar qué quiere decir con desajuste de dos compensaciones de entrada diferentes?
Una forma muy simplificada de entenderlo es simplemente pensar en las entradas como si siempre tuvieran que ser unos pocos mV diferentes para generar cero. Entonces, si vincula una entrada a tierra y luego usa la otra como entrada, cuando tenga cero en la salida, en realidad estaría ingresando algo un poco más que cero en la entrada. Esto conduce a un error sistemático de estar siempre apagado por ese voltaje de compensación de entrada. Ahora , si el amplificador operacional uno está apagado en +2,3 mV y el amplificador operacional dos está apagado en -3,5 mV, entonces las formas de onda que emiten no serían inversamente simétricas. Eso conduciría a una compensación de CC en sus lecturas.
¿Cuáles son las preocupaciones al convertir señales de un solo extremo en diferenciales?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v