利用电阻网络调整差分放大器的固定增益

2012-02-19 11:07:01来源: 互联网
输入阻抗会影响外部电阻网络(图1)。对于差分输入结构,可以简化电路,利用一半的等效电路进行分析(图2)。


图1. MAX9705固定增益音频放大器配置为差分信号输入架构(A)或单端信号输入架构(B)


图2. 差分配置图1A的等效电路(一半),简化分析。

以下是差分结构(图1A)的电压增益计算公式:
式1.
式中,GAIN为放大器固定电压增益,以dB为单位(MAX9705音频差分放大器提供6dB、12dB、15.6dB和20dB增益型号,输入阻抗典型值为20kΩ)。

单端配置下,增益计算公式为:
式2.
上述公式假定输入信号频率远远高于CIN和输入等效阻抗所构成的高通滤波器的截止频率。

MAX9705放大器的固定增益误差典型值在5%以内;内部输入阻抗的相对误差可达±40%,计算系统增益时必须考虑这一因素的影响。外部电阻也必须按照最大误差(即±容差的极端值)代入公式计算增益,得到最差条件下增益:

Worst-Case Tolerance Calculation
Lowest Gain Single-Ended Differential Highest Gain Single-Ended Differential
R1a +Tolerance +Tolerance R1a -Tolerance -Tolerance
R1b +Tolerance +Tolerance R1b -Tolerance -Tolerance
R2 -Tolerance -Tolerance R2 +Tolerance +Tolerance
Ri1 -Tolerance -Tolerance Ri1 +Tolerance +Tolerance
Ri2 +Tolerance -Tolerance Ri2 -Tolerance +Tolerance

为了降低误差,选择相对于Ri而言具有较小阻值的R1。确保考虑输入源VIN能够驱动等效负载网络。计算最终的系统增益时,注意VIN的输出阻抗与衰减电路的输入阻抗构成了分压网络。负载(RIN)由下式计算。

对于差分结构,RIN = R1 + Ri/(R2/2)。RIN和CIN构成高通滤波器,其截止频率F-3dB为:F-3dB = 1/(2 × π × RIN × CIN)。

对于单端结构,RIN = R1 + Ri/(R2 + R1/Ri)。衰减网络的输入阻抗(ZIN)为:
式3.

其中f为输入信号的频率。

对于单端结构,不能直接求出高通滤波器的截止频率,为了得到F-3dB必须事先知道电阻值。然后,利用公式f = F-3dB得到:ZIN(f) = √2 × ZIN(f = 5000)。

数据表格对于确定合适的电阻阻值和评估系统误差非常有用,考虑到电阻值的离散性,须确保电阻匹配,可下载表格计算MAX9705在单端或差分配置下的增益和误差。

关键字:电阻网络  差分放大器  固定增益

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0219/article_14373.html
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