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).
 |
||
| 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.
 |
||
| 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
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.
 |
||
| 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.
