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全差分运放设计tool:Diff Amp calculator 使用疑问

ppppppzhu 在 2015-7-30 詢問的問題
最後回覆由hpkamen於2015-8-2提供

      最近需要设计涉及到全差分运放,计划选用AD8139,在查找参考资源时,发现了全差分运放计算器Diff Amp calculator,感觉是个好东西,方便设计师根据需要计算反馈网络中电阻参数,但是在使用此工具时有一些疑问,在这里贴出了,大家讨论一下。

     模型,单端转差分,运放正向和反向端反馈网络增益设置相同均为1,调节共模输出Vocm电压值,来观察全差分运放AD8139输出VoutN和VoutP,以及差分输出Vdiffout波形变化。直接上图:

1.jpg

此时设置增益为1,Vocm=0V,输出波形中红色代表正向输出VoutP,蓝色代表反向输出VoutN,白色代表差分输出Vdiffout,此时Vdiffout关于0V上下对称。

调节Vocm=1V,观察输出波形如下图

2.jpg

此时,Vdiffout关于1V上下对称,很显然该工具计算的差分输出结果Vdiffout由Vocm引出了1V的偏置,这貌似很正确,其实在这里出现了一个严重的错误。

首先,从VoutP和VoutN的波形上来看,再根据Vdiffout=VoutP-VoutN公式的推导,上图中的Vdiffout波形不可能关于1V对称。

      我们可以根据理论推导一下全差分运放输入和输出的关系,为了简化,这里不再赘述,此方面推导网上很容易查到,尽引用其结论,当全差分反馈网络中正向的RGP,RFP同反向的RGN,RFN对应相等,则差分输出Vdiffout仅仅是VoutP和VoutN的函数,同Vocm没有关系,在本例中我们设置RGP=RGN=RFP=RFN=374欧姆,增益为1,因此Vdiffout应该同Vin的波形一致,而不是向Diff Amp calculator工具计算出的那样:受Vocm的影响。

      请ADI此方面的工程师能够及时解决此问题,更改下计算公式,不然会对想做此方面设计的人员造成误导,我就是被这个软件混淆了2天,怎么调整参数输出电压都不能满足我后端的需要。

      以上仅是我个人的一些理解,水平有限,有不正确的地方望大家指正,大家也可以一起来讨论分析一下,只有我们这些用工具的人,才能真正了解工具是否顺手。

結果