非平衡转平衡讯号的探讨

wensan

以下是引用蓝子风在2004-10-18 16:02:00的发言：

呵呵，不是DRV134是一个调音台的输出，很古老的调音台电路，说明这个问题很早就被重视了。

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这类电路我是早在二十年前学生时代，
从杂志上看来的。
当时便很感兴趣而做了些研究。

HXCLTD

zjh37891

lijingwei

我在dz上看到的，dz的套件用的就是这个图。

蓝子风

需要使用一个电流模的双OP

原理是用电流模的输入结构组成菱形差分，这样可以有+和-两个输出，而利用这两个对称的输出，可以得到很对成的平衡转换效果，而且电流模OP的转换速率以及带宽都比普通的电压OP高。所以时延迟的特性会好很多。

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wensan

以下是引用蓝子风在2004-10-19 13:02:00的发言：
需要使用一个电流模的双OP

原理是用电流模的输入结构组成菱形差分，这样可以有+和-两个输出，而利用这两个对称的输出，可以得到很对成的平衡转换效果，而且电流模OP的转换速率以及带宽都比普通的电压OP高。所以时延迟的特性会好很多。

<img src="attachments/dvbbs/200410191392476615.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/200410191392476615.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

Current Feedback OP的输入级为「全推挽」架构，
因此两个Current Feedback OP的反相输入连在一起，
两个输入级就形成一个「菱形差动」电路。
这样的接法就跟Aleph-X一样，
两个放大电路共享一个差动输入级。

所以这个电路还是存在绝对直流偏移的问题。

蓝子风

我说过，要使用电流模的双OP

言下之意也即使要利用双OP所集成的两个放大器的一致性来进行温度上的补偿。可以说这个电路如果用双OP来实现的话，它的温度特性是十分好的。不会比孪生管差多少。


而作为非平衡转平衡电路来说，理想状态下它是没有直流漂移问题的。您可以模拟一下。

它的漂移主要来自电流模放大器本身的漂移，而这点在使用双电流模OP的时候就已经解决了，双OP内部两个放大器的一致性以及温度特性的一致性，已经能解决大部分的飘逸。

而组成菱形差分以后，整体的开环放大提高了6个DB，这样的效果还是很明显的

wensan

以下是引用蓝子风在2004-10-19 15:22:00的发言：
我说过，要使用电流模的双OP

言下之意也即使要利用双OP所集成的两个放大器的一致性来进行温度上的补偿。可以说这个电路如果用双OP来实现的话，它的温度特性是十分好的。不会比孪生管差多少。


而作为非平衡转平衡电路来说，理想状态下它是没有直流漂移问题的。您可以模拟一下。

它的漂移主要来自电流模放大器本身的漂移，而这点在使用双电流模OP的时候就已经解决了，双OP内部两个放大器的一致性以及温度特性的一致性，已经能解决大部分的飘逸。

而组成菱形差分以后，整体的开环放大提高了6个DB，这样的效果还是很明显的

抱歉！
我并不是要批评这个电路。
而是对于输出绝对直流偏移的问题，
我想我在意的并不是两个运算放大器特性是否一致，
或是温度补偿的问题。
而是DC Offset跟共模增益大小的问题。

像下面这样的电路，

假设其中的两个运算放大器特性完全一致，
（既然特性完全一致，那么差动级是否共享已经无关紧要。）
如果Vi1、Vi2都接地，
那么两个输出的直流电位是多少呢？
这时候就要考虑这两个运算放大器的DC Offset跟共模增益大小的问题。

我们可以这样想，
这两个运算放大器的特性既然完全一致，
电路又完全对称，
那么两个运算放大器的输出会相等，
假设输出电位为Voffset。
而两个运算放大器的同相输入与反相输入的电位也相等，
假设这个共模输入的电位为Vc。
令两个运算放大器的共模增益为Ac，
电路便可以看成是下面这个样子。

由于真实的运算放大器即使同相输入与反相输入都接地，
输出还是会有一些直流漂移。
这个直流输出经由电路中的电阻分压，
回授到放大器的输入端，
形成共模输入的电位Vc。
这时如果共模增益Ac是负值，
也就是共模输入与共模输出的相位相反，
这个电路的回授就是负回授，
那么输出直流漂移就会变小。
如果共模增益Ac是正值，
也就是共模输入与共模输出的相位相同，
这个电路的回授就是正回授，
那么输出直流漂移就会变大。
如果正回授的回授量βA大于或等于1，
输出直流漂移就会变成无限大，
也就是整个偏到正电源或负电源。
一般的运算放大器大都是两级电压放大再加电流放大，
所以共模输入讯号经过第一级电压放大会反相，
再经过第二级电压放大再反相而变成同相，
所以一般的运算放大器的共模增益Ac大都是正值。

因此，
输出绝对直流偏移的问题取决于运算放大器的共模增益大小，
而不是两个运算放大器的特性是否一致。

蓝子风

只是文字的话有点晕呼

蓝子风

您说的是差分的问题，不过您应该考虑到，组成菱形差分以后，其实是又多了一级的放大级。而就本身来说，各种的特性就应该重新的分配。而之前所考虑的那些情况也要再考虑

建议您先把图片放到论坛上来，我这里实在看不到您贴的图片。怕误解了您的意思了

wensan

<img src="attachments/dvbbs/2004101923305887332.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2004101923305887332.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" /><img src="attachments/dvbbs/2004101923314860138.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2004101923314860138.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

wensan

Aleph-X是两级电压放大的架构，
其共模增益是同相，
所以绝对直流偏移的问题较严重！
<img src="attachments/dvbbs/200410200261440565.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/200410200261440565.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />


PASS X系列、XA系列放大器是一级电压放大的架构，
其共模增益是反相，
所以比较没有绝对直流偏移的问题！
<img src="attachments/dvbbs/200410200265348328.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/200410200265348328.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />

蓝子风

我刚才又留意了一下几个在调音台中常用到的IC

他们的共模增益也多是同相的。而在调音台上的平衡电路中也多用到这样的IC，事实上是没有这样问题的

因为反馈介入的问题。WENSAN兄所考虑到的东西，其实在有一个大环反馈存在的前提下是不会成立的。

不过这样做的问题就涉及到OP的失调电压的问题了。

wensan

以下是引用蓝子风在2004-10-20 10:20:00的发言：
我刚才又留意了一下几个在调音台中常用到的IC

他们的共模增益也多是同相的。而在调音台上的平衡电路中也多用到这样的IC，事实上是没有这样问题的

因为反馈介入的问题。WENSAN兄所考虑到的东西，其实在有一个大环反馈存在的前提下是不会成立的。

不过这样做的问题就涉及到OP的失调电压的问题了。

您贴的调音台上平衡电路中，
C105、C106便是防止直流偏移之用。

在现实世界中，
放大器的差模增益与共模增益是同时存在的，
只是一般的回授电路中，
都只有差模增益构成回授环路，
共模增益都不会构成回授环路，
而且共模增益很小，
所以分析上都把共模增益忽略。

但在下面这一类的电路中，

共模增益却构成了回授环路！

在「线性系统」中，
共模增益跟差模增益是可以依照「重迭原理」分开来分析，
最后的分析结果再「重迭」起来。
所以共模增益的问题不会因为差模增益的回授环路而「消失」！
下面这个电路便是将上面的电路依照「重迭原理」所得的共模增益回授环路。



二十年前我实验这一类平衡电路时，
就被绝对直流偏移的问题整得很惨！
电路的绝对直流竟然有时偏到正电源电压，
有时偏到负电源电压，
有时甚至会随讯号的大小所触发，
一下偏到正电源电压，
一下偏到负电源电压。
显然这个电路存在正回授的问题！
最后终于被我找到共模增益的正回授环路，
问题便豁然开朗。

蓝子风

这个电路和我贴出来的是不一样的



我贴出来的，两个电路通过一个菱形差分整和到一起。而上面这个电路则是共享输入端的电路。分析的方法上应该有差异的

菱形差分的共膜抑制比比单级的传统差分要高。而且双极输出特性下，是以反相的共模放大为基调治的。互为另一极的反相调制，实际使用中可以很好的抑制共摸的信号。

wensan

以下是引用蓝子风在2004-10-20 12:42:00的发言：
这个电路和我贴出来的是不一样的



我贴出来的，两个电路通过一个菱形差分整和到一起。而上面这个电路则是共享输入端的电路。分析的方法上应该有差异的

菱形差分的共膜抑制比比单级的传统差分要高。而且双极输出特性下，是以反相的共模放大为基调治的。互为另一极的反相调制，实际使用中可以很好的抑制共摸的信号。

我并没有要评断您贴出来的电路是好还是不好！
我只是要说明这样的电路架构，
共模增益构成的回授环路是存在的，
而这种状况会引发绝对直流偏移的问题而已。
采用不同的组件、会有不同的特性，
最后问题的严重程度当然会不同！

还是再次跟您说声抱歉！

yuanlp

有没有用UTC交连牛搞的非平衡转平衡的方法呀?在DZ的网站上看到有网友做过,但不知怎麽搞.

ghost

全部现代科学技术成果是建立在两条关于人类认识能力否定性断言基础之上的,一条是海森堡的测不准原理,指出当我们越加准确地观察测量一个物理量例如速度或位置时我们就越不能同样准确地观察测量相关的另外一些物理量例如动量或时间;一条是哥德尔的不完备定理,指出我们在一个系统中总不能自圆其说地描述事物,我们总是陷于悖论之中。英国哲学家数学家罗素有一篇被当作范文的论说文，题目是“我们怎样避免犯愚蠢的错误”，他提出几条让我们避免犯愚蠢错误的简单规则，但是那很不够；这两条原理才是告诉我们什么事情可以做，什么事情不可以做的；我们的时代是量子时代，传输信号、信息和知识的电子运动是用测不准原理来描述的；分子生物学表达生命逻辑也是用测不准原理来描述的；概率论和统计学是一切人工智能的基础；马尔科夫链和蒙特卡罗过程可能是唯一认识天气变化和股票市场的技术方案；而解决问题的最好方法是避开问题——从一个新的系统中考虑解决问题的方案，跳出三界外，不在五行中，这是哥德尔定理告诉我们的。这两条原理是普遍适用的。实际上，测不准原理是真正革命性的，而相对论——按照爱因斯坦的说法，从牛顿的经典力学最终是会得到的，牛顿当时已经对自己的绝对时空观念感到别扭不自在了，这正是他的伟大之处；而量子论观念的创建和接受是如此困难，它们好象本质上是跟人类的心理结构相矛盾的，以至爱因斯坦本人都感到格格不入，他发现的光电效应是量子观念的最早最经典的实验证据，但他一直在跟玻尔辩论企图证明量子论是不正确的是一种过度理论，“上帝不是在掷色子”。
这两条原理倾向于怀疑和否定，是现代科学技术创新和革命思想的动力引擎！“不平衡是有序之源”，生命和高级组织是在远离平衡态的地方发生的，混沌是自组织的起源;一个封闭的系统,趋向于增熵最终达到热平衡,系统要有活力就必须跟外界保持能量和信息交换。

lzx4443

[em08][em08][em08]

wensan

以下是引用yuanlp在2004-10-20 14:17:00的发言：
有没有用UTC交连牛搞的非平衡转平衡的方法呀?在DZ的网站上看到有网友做过,但不知怎麽搞.

我也没搞过。