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通信应用中的差分电路设计技术

时间:2024-04-15

通信应用中的差分电路设计有哪些相关技术?首先,比较单端和差分信号,然后简要介绍接收器的信号链和系统性能中需要考虑的一些因素,然后您将发现差分应用的优势。

从驱动ADC的角度来看,与单端应用相比,我们发现在差分应用中更容易获得更高的数据速率。

最后,我们将回到系统设计级别来总结差异应用程序的好处。

单端和差分信号首先,我谈到了单端和差分信号的概念,众所周知。

这里我们用另一种方式表示,我们可以将信号分为不平衡信号或平衡信号,单端信号属于不平衡信号,因为它是单侧信号,所以相对来说,与它无关。

对于平衡信号对,不平衡信号通常会产生比平衡信号更高的谐波失真。

差分信号是平衡信号。

差分对通常具有共同的共模电平和具有相同幅度的差模电平。

在测量差分信号或平衡信号时,我们担心正负输入信号之间的差异会发生变化。

由该平衡信号引起的谐波失真相对较小。

系统级设计另一方面,当应用通信系统时,我们看到了更通用的超外差接收机的信号链。

图1显示了通用超外差接收机的信号链。

天线后接一个电平A。

低噪声放大器用于放大信号并抑制噪声,然后使用两级混频器将信号下变频为较低频率。

同时,我们将添加适当的滤波器以滤除有用信号频带之外的噪声和谐波。

之后是驱动ADC的缓冲运算放大器。

这是我们今天主要讨论的问题。

该级运算放大器的主要目的是调整信号的电平范围并提高驱动能力,有时也可作为单端差分之间的转换。

在进入ADC之前,我们需要添加一个抗混叠滤波器,最后使用ADC对基带信号执行模数转换。

我们看到,如果系统想要实现更高的动态范围,则除了信号之外,它不会引入太多的噪声和谐波。

& nbsp;图1通用超外差接收机的信号链让我们看一下通信系统中更值得注意的性能和指标。

在比较单端信号和差分信号之前,我们需要了解一些系统级设计中要考虑的问题。

那么,什么样的设计才是更好的RF系统设计?首先,信号灵敏度应较高,这意味着较低的噪声,并且时钟引入的相位噪声也应较低。

输入信号必须具有足够的驱动能力和相关指标,例如高三阶截点和1dB压缩点。

然后是每个模块的性能是否足够好,信号和噪声是否能被很好地区分,线性是否足够好等等。

另外,这是低功耗和低成本的考虑。

我们说差分信号链比单端信号有很多优势。

因为它是差分模式信号,所以输出是两个差分信号。

实际上,输出差分模式信号的幅度相对增加了一倍。

从另一个角度看,在相同的输出范围条件下,工作电压会更低。

这样,在要求低谐波失真的应用中,可以保证足够的幅度余量。

差分系统本身的类似于奇函数的特性可以消除系统中的偶次谐波项,即第二,第四和第六谐波等。

与奇数相比,这些频率下的谐波会相对较小。

谐波。

我什至看不到它。

最后,由于信号的返回路径不再是接地平面,因此信号对接地平面或电源平面的影响不太敏感,从而减少了噪声耦合的引入,并获得了更好的抗电磁干扰效果。

如图2所示,单端信号对共模噪声,电源噪声和电磁干扰更为敏感,运算放大器会在一定程度上放大这些噪声。

由于两侧的信号形成电流环路,因此差分信号可抑制共模噪声和干扰,并且仅能有效地抑制噪声。