低成本高速差動(dòng)放大器AD8132

AD8132也可以作為差模信號驅動(dòng)器來(lái)通過(guò)絞纜或者同軸電纜傳輸高速信號。AD8132可以通過(guò)調整反饋網(wǎng)絡(luò )的反饋系數來(lái)提高信號中的高頻成分，并可驅動(dòng)cat3或者cat5組成的絞纜或同軸電纜，且線(xiàn)路損耗很小，因此，可廣泛應用于模擬視頻信號和數字視頻信號以及其它高速數據的傳輸系統。
AD8132為差模信號操作方式，并可以大地為參考電平，故而受地面噪聲的影響很小。它可以通過(guò)一條信號鏈進(jìn)行差模信號處理，如進(jìn)行濾波和放大等，因而可大大簡(jiǎn)化差模信號與單輸入信號之間的轉換過(guò)程。
AD8132采用SOIC和μSOIC封裝形式?？晒ぷ髟冢?0℃～＋85℃溫度范圍內。

2引腳功能
圖1所示為AD8132的管腳圖，表1所列為其管腳的功能說(shuō)明。

3工作原理
AD8132與普通運放的差別在于其電路結構上有互補的外部輸入輸出。其中，輸入V_OCM可用來(lái)控制共模輸出電壓，而輸出則是普通運放的單輸出模擬補充成分。在工作時(shí)，普通的運放通常只有一個(gè)反饋回路，而AD8132卻有兩個(gè)反饋回路。這就使得AD8132可以廣泛應用于各種新型的電路。
AD8132的一個(gè)反饋回路可用來(lái)控制共模輸出電壓，以V_OCM為輸入信號，相對應的輸出為共模電壓或者兩個(gè)差模電壓（＋OUT和－OUT）的平均值。電路的增益通常設為單位增益。當AD8132工作在線(xiàn)性區時(shí)，必須遵循V_OUT，cm＝V_OCM的限制條件。另一個(gè)反饋回路則決定著(zhù)電路的差模輸出。與普通運放類(lèi)似，放大器的增益可通過(guò)負反饋來(lái)控制。

4 AD8132的應用電路
4．1基本應用電路

在分析AD8132的應用電路時(shí)，應基于以下假設：
●高輸入阻抗，且負載效應可以忽略；
●輸入偏置電流足夠小，可以忽略；
●低輸出阻抗；
●開(kāi)環(huán)增益無(wú)窮大；
●失調電壓為0。

由于A(yíng)D8132可以由純差模電壓來(lái)驅動(dòng)，故AD8132可以廣泛應用于各種具有差模輸出的單輸入電路。
在具有差模輸出的單輸入電路中的零輸入情況下，R_G應與參考端相連（這里的參考端假設為地）。圖2是AD8132使用兩個(gè)反饋回路的一個(gè)基本電路。

其中β₁是指驅動(dòng)端的反饋因子，而β₂是指參考電壓端的反饋因子。各反饋因子均可為0～1之間的任何值。電路增益的通用公式為：

4．2 A／D驅動(dòng)器

最新的高速A／D轉換器通常都是單輸入，同時(shí)也有差模輸入端。因此，A／D轉換器的驅動(dòng)器應該具備將單輸入信號轉換成差模信號的功能，并且能夠平移共模輸出電壓電平，而且應該是低失真低噪聲的。對于這樣的A／D轉換器，采用AD8132來(lái)驅動(dòng)是最適合的。圖3是采用AD813210來(lái)驅動(dòng)10位 40MSPS的A／D轉換器AD9203的驅動(dòng)電路。
圖3中，AD8132和AD9203均由3V單電源驅動(dòng)。AD8132以1V_P－P的信號作為輸入信號，采用分壓器可將V_OCM的電壓值調在電壓中點(diǎn)。因此，V_OUT，dm得到的亦為電壓中點(diǎn)值，這正好在A(yíng)D9203的共模輸出范圍內。在A(yíng)／D和驅動(dòng)器之間是一個(gè)單級差動(dòng)濾波器，利用它可濾去部分噪聲。每個(gè)A／D輸入端均由0．5V_P－P的直流信號（范圍為1．25V～1．75V）驅動(dòng)。

4．3 平衡電纜驅動(dòng)器

當驅動(dòng)雙絞纜時(shí)，通常要設計為傳輸差模信號，這是因為傳輸線(xiàn)通常都用平衡絞纜，所以，使用差模信號傳輸可以使信號在線(xiàn)路中的衰減達到最小。
感應電場(chǎng)通常都被限制在兩根絞纜圍成的區域里，一般不會(huì )發(fā)生輻射。電纜中的電流引起的磁場(chǎng)則有可能帶來(lái)輻射，但是絞纜又常?？梢韵拗齐姶泡椛涞拇笮?。因為相鄰的絞纜具有相反的磁場(chǎng)極性。若兩根絞纜絞合的足夠緊密，這些小磁場(chǎng)環(huán)路將會(huì )包含絕大部分的磁通量，因此，遠磁場(chǎng)的效應可以忽略。
差模信號的任何不平衡現象都會(huì )以共模信號的形式作用于電纜，這就等同于以共模信號驅動(dòng)單根電纜。這時(shí)，電纜就等同于一根天線(xiàn)。因此，為了盡量減少輻射，在以差模信號作用于絞纜時(shí)，差模信號必須得到很好的匹配。AD8132的共模反饋回路有助于使輸出端的共模電壓最小化，因此，可用作平衡差模線(xiàn)路的驅動(dòng)器。圖4是一個(gè)使用AD830作為單位增益的差模信號接受器，可用來(lái)驅動(dòng)10米長(cháng)的cat5電纜。

4．4發(fā)送均衡器

只要是導線(xiàn)，不論長(cháng)短，都會(huì )對其所攜帶的信息有所衰減，尤其是高頻信號。一種補償方法是使用一個(gè)平衡補償電路在發(fā)送電路中激發(fā)高頻信號，以減弱信號在電纜的終極接受端的衰減。在更高的頻率下，降低反饋網(wǎng)絡(luò )中R_G的阻抗值可以提高電路的高頻增益，圖5是一種增益為2的發(fā)送線(xiàn)路驅動(dòng)器的頻率上拉電路。其中R_G采用10pF的電容分流。

4．5低通差動(dòng)濾波器

AD8132可應用于各種不同類(lèi)型的有源濾波網(wǎng)絡(luò )。它們擁有單輸入端和差模輸出端，在驅動(dòng)差動(dòng)A／D轉換器時(shí)有去假頻的功能。圖6為一個(gè)低通多反饋濾波器的框圖，其工作部分包括兩級濾波，在輸出端又有一個(gè)附加濾波網(wǎng)絡(luò )，其通帶頻率高達1MHz。

4．6高共模輸出阻抗放大器

改變V_OCM的線(xiàn)路連接，可提高共模輸出阻抗。在圖7所示電路中，V_OCM由分壓器驅動(dòng)，這樣可調整共模輸出電壓；此時(shí)，10m長(cháng)的cat5絞纜接收端的信號為電壓中點(diǎn)值。所有由噪聲引起的共模信號將會(huì )出現在發(fā)送端，也必須在發(fā)送端被吸收掉。因此，要求發(fā)送器具有足夠的共模輸出范圍，以完全吸收掉電纜中所產(chǎn)生的共模信號。這就是人們有時(shí)所說(shuō)的電路“變壓器效應”。但該電路與發(fā)送器的主要區別是AD8132同時(shí)也傳輸直流信號，而發(fā)送器則不會(huì )傳輸直流信號。