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一文分析可保持CMRR的可變增益超級電路

h1654155282.3538 ? 來源:電子報 ? 作者:h1654155268.1688 ? 2021-06-06 16:29 ? 次閱讀

參與平衡信號傳輸的任何人都會熟悉超級電路,它是一種差分放大器,可為平衡線路的兩個分支提供相同的輸入阻抗。例如,為了確保始終保持信號平衡和共模抑制比(CMRR),平衡負載是某些音頻混音控制臺中使用的交換系統的必要條件。

原型上電路如圖1所示,始終假定Z1 = Z5,Z2 = Z6,Z3 = Z4。 U1是一個熟悉的差分放大器,而U2用于以相等但相反的信號將Z6的底部驅動到輸出,以便在U1的兩個輸入端子上都保持虛擬接地,并且輸入阻抗等于Z1和Z5用于雙臂。電壓增益按照Z2 / Z1 = Z6 / Z5的比例來設置,這是差分放大器的常用方法。

pYYBAGC8h12Afz9fAAC5VRnKOYI332.png

圖1中的U1和U2是用NE5532雙運放實現的,但是該電路幾乎可以在任何類似的器件上工作。

但是,如果我們需要調節增益,就會出現困難,因為兩個臂必須同時且相同地變化。即使它們之間的微小差異也將導致CMRR的快速降低。此問題的解決方案如圖2所示。

poYBAGC8h1yATfnZAACnkAKOrUo788.png

圖2此解決方案允許可調增益。

在此,Z2和Z6被分成分別由R2-3和R6-7形成的兩個相等的部分,并且橋接電阻R4連接在它們的結之間。在R4的中心存在一個虛擬地,這意味著可以調整U1的反饋因子,但又不會破壞電路對稱性。因此,CMRR不會降低,可以使用普通的可變電阻器(對于任何差分放大器,R1-R9仍必須使用精密公差電阻器)。

始終假設R1 = R5,R2 = R3 = R6 = R7,R8 = R9,則差分電壓增益等于(R2 / R1)×(1+ R2 / R4)。已選擇所示的分量值,以提供約-4dB至+ 6dB的有用修整范圍,但是當然可以對其進行更改以適合應用。

圖3中的曲線說明了使用NE5532雙運算放大器和未選擇的1%電阻器測量的CMRR。 在所有增益設置下,該性能均保持不變。這種超強的適應性使作者能夠將增益微調并入調音臺中,因為調音臺的空間已經太有限了,無法再使用另一個運放。

poYBAGC8h2SAK7d6AACOC4qZZtA992.png

圖3該圖顯示了在雙運放和未選擇的1%電阻中使用測得的CMRR。
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