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基于電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)整差分放大器的固定增益分析

作者: 時間:2012-07-31 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

通過增加一個外部,可以降低(如MAX9705)的固定,獲得所要求,但必須考慮對內(nèi)部阻抗的影響。本應(yīng)用筆記討論了估算這一影響的計算公式以及如何選擇的阻值,并給出一個計算表格的鏈接。


如果
的固定不能理想地滿足實際應(yīng)用的需求,可以增加外部電阻網(wǎng)絡(luò)衰減增益。此類調(diào)整電路與電阻分壓網(wǎng)絡(luò)類似,但最大的不同在于:對于固定增益放大器來說,內(nèi)部輸入阻抗會影響外部電阻網(wǎng)絡(luò)(圖1)。對于差分輸入結(jié)構(gòu),可以簡化電路,利用一半的等效電路進行(圖2)。

 MAX9705固定增益音頻放大器配置為差分信號輸入架構(gòu) www.elecfans.com
圖1. MAX9705固定增益音頻放大器配置為差分信號輸入架構(gòu)(A)或單端信號輸入架構(gòu)(B)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/186020.htm

差分配置圖1A的等效電路(一半),簡化分析 www.elecfans.com


圖2. 差分配置圖1A的等效電路(一半),簡化。

以下是差分結(jié)構(gòu)(圖1A)的電壓增益計算公式:

式1.

式中,GAIN為放大器固定電壓增益,以dB為單位(MAX9705音頻提供6dB、12dB、15.6dB和20dB增益型號,輸入阻抗典型值為20kΩ)。

單端配置下,增益計算公式為:

式2.

上述公式假定輸入信號頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CIN和輸入等效阻抗所構(gòu)成的高通濾波器的截止頻率。

MAX9705放大器的固定增益誤差典型值在5%以內(nèi);內(nèi)部輸入阻抗的相對誤差可達±40%,計算系統(tǒng)增益時必須考慮這一因素的影響。外部電阻也必須按照最大誤差(即±容差的極端值)代入公式計算增益,得到最差條件下增益:

Worst-Case Tolerance Calculation
Lowest GainSingle-EndedDifferentialHighest GainSingle-EndedDifferential
R1a+Tolerance+ToleranceR1a-Tolerance-Tolerance
R1b+Tolerance+ToleranceR1b-Tolerance-Tolerance
R2-Tolerance-ToleranceR2+Tolerance+Tolerance
Ri1-Tolerance-ToleranceRi1+Tolerance+Tolerance
Ri2+Tolerance-ToleranceRi2-Tolerance+Tolerance

為了降低誤差,選擇相對于Ri而言具有較小阻值的R1。確保考慮輸入源VIN能夠驅(qū)動等效負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。計算最終的系統(tǒng)增益時,注意VIN的輸出阻抗與衰減電路的輸入阻抗構(gòu)成了分壓網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載(RIN)由下式計算。

對于差分結(jié)構(gòu),RIN = R1 + Ri/(R2/2)。RIN和CIN構(gòu)成高通濾波器,其截止頻率F-3dB為:F-3dB = 1/(2 × π × RIN × CIN)。

對于單端結(jié)構(gòu),RIN = R1 + Ri/(R2 + R1/Ri)。衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗(ZIN)為:

式3.

其中f為輸入信號的頻率。

對于單端結(jié)構(gòu),不能直接求出高通濾波器的截止頻率,為了得到F-3dB必須事先知道電阻值。然后,利用公式f = F-3dB得到:ZIN(f) = √2 × ZIN(f = 5000)。

數(shù)據(jù)表格對于確定合適的電阻阻值和評估系統(tǒng)誤差非常有用,考慮到電阻值的離散性,須確保電阻匹配,可下載表格計算MAX9705在單端或差分配置下的增益和誤差。



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