Хто-небудь може пояснити мені цю збалансовану схему драйвера?

9

Я хочу створити диференціальний сигнал для управління гальмами лазерного проектора, і, як я розумію, це повинно бути + 5 В / -5 В (10 Впп). Я знайшов цю ланцюг для лазерної арфи, але я розгублений, що робить ця специфічна конструкція подвійного підсилювача. Схоже, це пара інвертуючих і неінвертуючих підсилювачів з коефіцієнтом посилення 1, але вони подаються один в одного. Ось малюнок:

введіть тут опис зображення

Оригінал можна знайти тут .

Мені цікаво, чи хтось міг би сказати мені, як це називається, або як він працює, тому що я переглянув безліч «прикладних схем» і не зміг знайти нічого, що нагадувало б це.

operational-amplifier circuit-analysis differential

— Дейв Ван ден Ейнде
джерело

Дивіться оновлення моєї відповіді за посиланням з аналізом по суті тієї ж схеми.

— Альфред Кентаврі

Я знаходжу набагато більше інформації в Google, коли шукаю «збалансований драйвер».

— Дейв Ван ден Ейнде

1

Коментар Некро, ось це дискретна реалізація задокументованих внутрішніх даних Ti DRV134. Він навряд чи буде врівноваженим, якщо він не оброблений так, як є інтегральна схема. Я доповнив цей компонент на 1%, а вихід -3 +5, але принаймні точно поза фазою.

— міанос

2

Найпростіший спосіб повинен бути запитати мене безпосередньо через мій веб-сайт laserharp;) Я дизайнер цієї схеми. Це вихідний етап із врівноваженим / незбалансованим вихідним драйвером. якщо він не використовується як збалансований, потрібно підключити негативний вихід до землі, щоб отримати повний неврівноважений сигнал. Це пояснено в керівництві користувача лазерної арфи. "Проводка ILDA"

— відверті
джерело

3

Дивлячись на найкращий підсилювач і ігноруючи $100 \Omega$ резистори, пишіть оглядом:

v_{Х +} = v_{О U Т Х} + v_{Х -}

$v_{X+} = v_{OUTX} + v_{X-}$

Для нижнього оп-підсилювача напишіть

v_{Х -} = v_{Х +} - v_{О U Т Х}

$v_{X-} = v_{X+} - v_{OUTX}$

Таким чином,

v_{Х +} - v_{Х -} = v_{О U Т Х}

$v_{X+} - v_{X-} = v_{OUTX}$

Отже, ця схема перетворює однобічний вхідний сигнал, $v_{OUTX}$ до врівноваженого вихідного сигналу; це активний трансформатор 1: 1.

Цікавою «особливістю» цієї схеми є те, що, хоча диференціальна вихідна напруга, $v_{OD} = (v_{X+} - v_{X-}) = v_{OUTX}$ , чітко визначено, напруги в одиночному кінці $v_{X+}$ і $v_{X-}$ ні .

Наприклад, підмінивши 2-е рівняння на 1-й вихід

v_{Х +} = v_{Х +}

$v_{X+} = v_{X+}$

тощо

v_{Х -} = v_{Х -}

$v_{X-} = v_{X-}$

Отже, насправді загальний режим вихідної напруги вихідної напруги

v_{О С М} = \frac{v_{Х +} + v_{Х -}}{2} = ?

$v_{OCM} = \frac{v_{X+} + v_{X-}}{2} = ?$

не визначається без додаткового рівняння (обмеження ланцюга).

Оновлення: Я знаю, що раніше я бачив та аналізував схему, але ще не знайшов своїх приміток.

Однак я знайшов цю статтю на веб-сайті Elliot Sound Products для " Драйвера врівноваженої лінії з плаваючим виходом ", який, по суті, є тим же ланцюгом, за винятком збалансованого вводу, а не однобічного вводу.

введіть тут опис зображення

Весь підсилювач, як він розмірний тут, має коефіцієнт підсилення 1. Така ж кількість напруги на вхідних клемах з’являється через вихідні клеми. Це залишається істинним, якщо будь-який вихідний термінал поставляється з будь-якими виходами, пов'язаними з трансформаторними сполученнями (за умови, що обидва вихідні напруги знаходяться в межах напруги живлення).

— Альфред Кентаврі
джерело

У мене минулої ночі, коли я розмірковував над цим, було те, що вся ідея того, що той самий буфер сигналу знову звучала, виглядала смішною (вхід походить від іншого оппаму, який перетворює 0..2048mV в -10 .. + 10V), але потім Мене це вразило: два виходи повинні бути в ідеальному балансі та фазі, а наявність підсилювача на одному сигналі, але не на другому, спричинить (малу) затримку сигналу. Для аудіоприкладів це було б більш критично, ніж для розміщення лазерного дзеркала, але все ж. Якщо дизайнер взяв там натхнення, це має сенс.

— Дейв Ван ден Ейнде

1

Ця схема має дві цікаві характеристики. Найважливішим є "плаваючий" (в межах) диференціальний вихід. Другий - вихідний опір 100R. Я сумніваюся, що не стосується лазерних дзеркал, але я б очікував, що це може бути стандартний вихідний ланцюг для провідного звуку.

— Spehro Pefhany

1

Оригінальним джерелом є аудіоаналізатор HP 8903 AFAIK. Це одна з "ключових схем", яку інженери HP опублікували в журналі "HP Journal" (серпень 1980 р. "Плаваючий вихідний джерело" Джорджа Д. Понтіса).

— dom0,

1

Спочатку я думав, що ланцюг - це диференціальний струмовий насос Howland.

Схожий на цей тут .

введіть тут опис зображення

Я подумав, що, можливо, перехресне з'єднання змушує джерела струму ділити наявну напругу.

Але я зробив моделювання, оскільки аналіз не вказав, що це можливо ..

Якщо немає навантаження, вихід (-) - це віртуальна земля, а вихід (+) дорівнює вхідній напрузі, що не дуже хвилює.

При навантаженні 1000 Ом диференціальна напруга становить 90% від вхідної напруги (мається на увазі близько 100 Ом вихідного опору), але вихід (-) слід за входом приблизно на + 4%.

При навантаженні 100 Ом форми сигналів виглядають так:

Зелений: вхідна напруга
Фіолетовий: вихід +
Червоний: вихід -
Жовтий: диференціальна вихідна напруга

введіть тут опис зображення

Я трохи втрачаю розуміння корисності цієї функції, якщо вона подає котушки безпосередньо.

Редагувати:

Як зазначав Альфред, схема повинна мати високий вихідний опір відносно загальних, і, як я вже сказав, диференційний вихідний опір низький і відповідати витій парі. Таким чином, це було б підходящим драйвером для збалансованого виходу, який подає виту пару, переходячи до приймача, який може мати інший (на кілька вольт) потенціал землі від передавача. Дуже хороший.

Ось графік імпедансу загального режиму, який вимірюється шляхом застосування сигналу 1В переменного току до центру розділеного опору навантаження 100 Ом та зміщення від 0,1 Гц до 10 МГц.

введіть тут опис зображення

Як бачите, для низьких частот це 10 К, пересікаючи приблизно на 2,2 кГц і знижуючи до 150 Ом або близько на високих частотах. Ідеально підходить для ситуацій, коли між підставами є напруга мережевої частоти, не дуже велика для більш високих частот.

— Спехро Пефаній
джерело

Мені здається, що перевернуті виходи повертаються на позитивні входи, як у "справжньому диференційному підсилювачі", де від'ємний вихід подається на позитивний вхід, а позитивний - на негативний вхід, але реалізований з двома одиночними оп ампер.

— Скотт Сейдман

@ScottSeidman Це не дуже різниця. Дивіться моделювання.

— Spehro Pefhany

Для цієї схеми чітко визначена лише диференціальна вихідна напруга, однобічні вихідні напруги не позбавлені додаткових обмежень ланцюга.

— Альфред Кентаврі

Таким чином, ви б очікували, що на виходах буде високий загальний режим імпедансу WR заземлення .. імовірно, очікуючи побачити врівноважені навантаження до загального, які можуть відрізнятися по напрузі від напруги на землі. Це має сенс, якщо вихід подається в окрему схему підсилювача.

— Spehro Pefhany

1

Мені подобається пояснення після редагування.

— gwideman

0

Дивлячись на схему, яку ви зв'язали, очевидно, ця конфігурація підсилювача використовується для приведення виходів, що є частиною стандартного інтерфейсу ILDA, до лазерних проекторів (як ви нагадали).

http://www.laserist.org/StandardsDocs/ISP05-finaldraft.pdf

Тому першочерговим завданням є створення диференціального сигналу з одного сигналу.

Диференційний сигнал зазвичай використовується для подачі аналогового сигналу в середовищі, чутливому до шуму, як це може бути лазерним шоу. Будь-який шум буде впливати як на позитивну, так і на негативну копію сигналу приблизно однаково, і коли приймач відновлює сигнал, віднімаючи один від іншого, шум віднімається.

Резистори R45 і R52 створюють певний захист для підсилювачів, якщо вихід короткий, і, можливо, якийсь імпеданс, що відповідає кабелю, хоча я не впевнений, що в цьому додатку потрібно (не знаю, які частоти задіяні).

А як щодо R48 та R49 та очевидних відгуків, які вони надають «протилежному» підсилювачу? Я думаю, що вони можуть реалізувати компенсацію за ослаблення, введене R45 і R52, корисно, якщо вхідні опір приймача не будуть врівноважені.

— гвідеман
джерело

Я це знаю, оскільки намагаюся здійснити те саме. Я просто хотів зрозуміти, що ця діаграма робить для того, щоб зрозуміти, як будувати m власну.

— Дейв Ван ден Ейнде