leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Дифференциальные фильтры





При построении генераторов сигналов случается снимать сигнал с дифференциальных выходов ЦАП. Примером могут служить ЦАПы семейства TxDAC от ADI или ЦАПы, встроенные в их же интегральные DDS. Сигнал сначала нужно отфильтровать, и если речь идет о частотах порядка десятков-сотен мегагерц, то наиболее подходящими являются LC-фильтры. Затем сигнал нужно снять с выхода фильтра, преобразовать из дифференциального в single ended (SE) и отправить куда-то дальше. Что может быть проще такого преобразования - берем обычный диффусилитель - и все. Диффусилитель строится тоже очень просто - ОУ и четыре резистора. Но... У такого дифф. усилителя входные сопротивления входов "+" и "-" будут разными. Действительно, в цепи входа "-" будет виден один резистор, так как он подключается к виртуальной земле - инвертирующему входу ОУ. В цепи же входа "+" будут видны последовательно включенные два резистора, так как входной ток неинвертирующего входа ОУ пренебрежимо мал, а импеданс выхода ОУ, можно считать, нулевой. Получается, таким дифф. усилителем нельзя снимать сигнал с выхода фильтра, ведь фильтр рассчитан на конкретный импеданс нагрузки. А так одно плечо будет нагружено сильнее, второе - слабее, у плеч станет разным не только выходной уровень, но и АЧХ. В результате получим некую разнцу напряжений, т.е. некое дифференциальное напряжение, которого быть не должно, но оно успешно усилится ОУ. Как минимум, вся эта дифференциальность системы пойдет на смарку. И правда, немецкие коллеги при разработке генератора FA-NWT обратили на этот момент внимание и сделали схему усилителя, в которой входные сопротивления плеч равны:

Click to enlarge

Этому вопросу в журнале "Funkamateur" 11/2006 отведена приличная часть статьи (извините, на немецком):

Click to enlarge

Вроде, всё ясно, так нужно и делать. Но смотрим, например, на схему AWG Agilent 33220. И видим там такой же дифференциальный путь сигнала, фильтр, а затем обычный дифф. усилитель!

Click to enlarge

Смотрим на фото платы AWG Rigol DG-1022. Там тоже видим выход TxDAC, дифференциальный тракт с фильтром, затем обычный дифф. усилитель на ОУ AD8009 (маркировка HKJ)!

Click to enlarge

Кто прав?

И попутный вопрос: в дифференциальном тракте мы везде видим два отдельных фильтра (емкости включены на землю), а не один дифференциальный фильтр (когда емкости включены между плечами фильтра). А ведь разброс номиналов элементов в двух раздельных фильтрах будет приводить к появлению дифференциального напряжения, что сводит на нет все преимущества, в то время как в полноценном дифференциальном фильтре будет лишь деформироваться АЧХ. Да и ADI советует применять такие фильтры в качестве anti-alias для АЦП.

Click to enlarge

Почему же так не делают?

У меня лишь одно объяснение - хотят подавлять фильтром и синфазные высокочастотные помехи, так как у ОУ с повышением частоты КОСС падает. Получается борьба двух зол: или разброс элементов фильтров, который ведет к уменьшению КОСС, или естественное падение КОСС с частотой. Кто победит - зависит в частности от спектра синфазных помех. Не очевиден выбор как-то...
Tags: electronics
Subscribe

  • Test 800px image

    Test: Facebook and Twitter are very popular networks but if you can look for alternatives that might be more relevant to your content (e.g.…

  • Оглавление

    Начал делать оглавление журнала, которое поместил в заглавный пост. Без него найти что-либо здесь весьма затруднительно, так как названия постов…

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 87 comments

  • Test 800px image

    Test: Facebook and Twitter are very popular networks but if you can look for alternatives that might be more relevant to your content (e.g.…

  • Оглавление

    Начал делать оглавление журнала, которое поместил в заглавный пост. Без него найти что-либо здесь весьма затруднительно, так как названия постов…

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…