Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

29-11-2017

Формирование дифференциального сигнала с помощью трансформатора и сплиттера

Журнал РАДИОЛОЦМАН, сентябрь 2017

Raymond Ho

Electronic Design

У большинства функциональных генераторов и анализаторов цепей выходной сигнал выводится на один порт. Если понадобится дифференциальный сигнал, вам придется за огромные деньги покупать анализатор цепей с двумя портами. Но есть и альтернативные решения, позволяющие сформировать дифференциальные сигналы без покупки дорогого оборудования. Два самых популярных решения основаны на использовании трансформатора или разделителя сигналов (сплиттера).

Формирование дифференциального сигнала с помощью трансформатора и сплиттера
Рисунок 1. Большой размах выходного напряжения можно с минимальными затратами
получить с помощью двух операционных усилителей. Размах выходного
напряжения может быть почти в два раза больше, чем у схемы, использующей
один источник питания 12 В, что очень удобно для драйверов xDSL.

Зачем нам может потребоваться дифференциальный сигнал? К примеру, в конструкции драйвера xDSL два операционных усилителя можно сконфигурировать так, чтобы, не меняя напряжения питания, увеличить размах выходного сигнала (Рисунок 1). Если напряжение питания усилителей равно +12 В, размах сигнала на одном выходе будет ограничен напряжением шин питания (10 В пик-пик), в то время как выходной сигнал, снимаемый дифференциально, может быть почти вдвое больше (18 В пик-пик). Обратите внимание, что речь идет о выходе, а не о входе. Входной сигнал, формируемый сплиттером, должен быть в коэффициент усиления раз меньше.

Формирование дифференциального сигнала с помощью трансформатора и сплиттера
Рисунок 2. Для дифференциальной схемы на Рисунке 1 нужен трансформатор.
Это самый дешевый способ получения от этой схемы
дифференциального выходного напряжения.

Дешевле всего сформировать дифференциальный сигнал можно с помощью трансформатора (Рисунок 2). Одним из важных аспектов является измерение полосы пропускания трансформаторов, поскольку мы хотим, чтобы полоса пропускания измерительной установки была не меньше, чем у усилителя. На Рисунке 3 показаны частотные характеристики двух трансформаторов с разными полосами пропускания. Из графиков хорошо видно, что обеспечить измерения в полосе частот 30 МГц способен только трансформатор 2, тогда как полоса трансформатора 1 ограничена значением 4 МГц. Альтернативный способ формирования дифференциального сигнала основан на использовании разделителя сигналов. Таблица 1 позволяет сравнить решения, базирующиеся на трансформаторе и сплиттере.

Таблица 1. Сравнение решений, основанных на использовании трансформатора и разделителя сигналов
Источник
дифференциального
сигнала
Изготовитель Модель Соотношение
витков
Полоса пропускания Цена
Из документации Измеренная
Трансформатор 1 Coev Magnetics C1216 1:1 До 5 МГц (–3 дБ) $2
Трансформатор 2 Pulse BX4240LNL 1:2.5 До 35 МГц (–3 дБ) $2
Разделитель сигналов Mini-Circuits ZSCJ-2-2 0.01…20 МГц До 55 МГц (–3 дБ) $60

Одним из преимуществ использования разделителя сигналов является то, что не требуется изготовление печатной платы. В отличие от простого кабельного подключения сплиттера, на разводку печатной платы понадобится дополнительное время. Конечно же, разделители сигналов дороже, чем трансформатор и печатная плата.

Формирование дифференциального сигнала с помощью трансформатора и сплиттера
Рисунок 3. Для правильного возбуждения пары линий xDSL важен выбор трансформатора
с подходящей частотной характеристикой. Нетрудно видеть, что частотная
характеристика трансформатора 2 лучше, чем у трансформатора 1.

Это классическая альтернатива «время-деньги». Если кто-то готов потратить $60, я рекомендовал бы в качестве источника дифференциального сигнала использовать разделитель. Разделитель сигналов может обеспечить гарантированную полосу пропускания, а полосу пропускания трансформатора пользователь должен проверять экспериментально. Но в любом случае однопортовый анализатор цепей теперь сможет иметь два порта, созданных с помощью трансформатора или разделителя сигналов.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Generate A Differential Signal Using A Transformer Plus Signal Splitter

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Рекомендуемые публикации по теме:
Схемы  »
Преобразование несимметричного сигнала с помощью дифференциального АЦП семейства PulSAR
Статьи  »
Использование усилителя с дифференциальными входами/выходами в приложениях с несимметричными сигналами
Форум  »
Управление звуковым сигналом с помощью хлока (акустическое реле)
Форум  »
Обсуждение: Недорогой малопотребляющий преобразователь дифференциального сигнала в несимметричный
Схемы  »
Источник дифференциального тактового сигнала, расположенный в микросхеме SOC, тактирует две DDR микросхемы

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Срезы ↓
Осциллограф Rohde Schwarz RTB2002
Осциллограф Rohde&Schwarz RTB2002
2 канала, 70 МГц, память 20 Мб, частота дискретизации 2,5 ГГц. Емкостной цветной сенсорный, диагональю 10.1 дюймов
Цена: от 128 тыс. руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
DC-DC повышающий регулируемый преобразователь питания на MT3608
DC-DC регулируемый преобразователь питания
на MT3608
Входное напряжение: 2В-24В
Выходное напряжение: 4В-28В
Входной ток: 2А
Цена: от 22 руб.
Доставка: Весь мир / Россия
Конференция Технологии разработки и отладки сложных технических систем
Конференция «Технологии разработки и отладки сложных технических систем»
Модельно-ориентированное проектирования в области САУ и ЦОС
Дата: 27 и 28 марта 2018 г.
Место: Москва, МГТУ им. Баумана
радиолоцман вконтакте радиолоцман одноклассники радиолоцман facebook радиолоцман twitter радиолоцман google плюс
Рейтинг@Mail.ru