Adakah yang bisa menjelaskan rangkaian driver seimbang ini kepada saya?

9

Saya sedang mencari untuk menghasilkan sinyal diferensial untuk mengontrol galvo proyektor laser, dan seperti yang saya mengerti itu perlu + 5V / -5V (10Vpp). Saya telah menemukan rangkaian ini untuk kecapi laser, tetapi saya bingung tentang apa yang dilakukan desain opamp ganda ini. Kelihatannya itu adalah sepasang amplifier inverting dan non-inverting dengan gain 1, tetapi mereka diumpankan satu sama lain. Ini gambarnya:

masukkan deskripsi gambar di sini

Yang asli dapat ditemukan di sini .

Saya ingin tahu apakah ada yang bisa memberi tahu saya apa namanya, atau bagaimana cara kerjanya, karena saya sudah melihat banyak 'contoh sirkuit' dan tidak dapat menemukan apa pun yang menyerupai itu.

operational-amplifier circuit-analysis differential

— Dave Van den Eynde
sumber

Lihat pembaruan untuk jawaban saya untuk tautan, dengan analisis, pada dasarnya sirkuit yang sama.

— Alfred Centauri

Saya menemukan lebih banyak info di Google ketika saya mencari 'driver seimbang'.

— Dave Van den Eynde

1

Komentar Necro, di sini, ini adalah implementasi terpisah dari internal terdokumentasi dari DRV134 Ti. Ini tidak mungkin seimbang kecuali dipangkas seperti sirkuit terintegrasi. Saya membuat ini dengan komponen 1% dan output -3 +5, tapi setidaknya secara akurat keluar dari fase.

— piano

2

Cara paling mudah adalah dengan bertanya langsung melalui situs web laserharp saya;) saya perancang skema ini. Ini adalah tahap output dengan driver output yang seimbang / tidak seimbang. jika tidak digunakan sebagai seimbang, Anda harus menghubungkan output negatif ke ground untuk mendapatkan sinyal tidak seimbang penuh. Itu dijelaskan dalam manual pengguna harpa laser. "Kabel ILDA"

— franck
sumber

3

Melihat op-amp paling atas dan mengabaikan resistor, tulis dengan inspeksi: $100 \Omega$

v_{X +} = v_{O U T X} + v_{X -}

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

Untuk op-amp paling bawah, tulis

v_{X -} = v_{X +} - v_{O U T X}

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

Jadi,

v_{X +} - v_{X -} = v_{O U T X}

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

Jadi, sirkuit ini mengubah sinyal input tunggal, menjadi sinyal output seimbang; ini adalah transformator aktif 1: 1. $v_{OUTX}$

'Fitur' yang menarik dari rangkaian ini adalah bahwa, sementara tegangan keluaran diferensial, , didefinisikan dengan baik, tegangan yang berakhir dan tidak . $v_{OD} = (v_{X+} - v_{X-}) = v_{OUTX}$ $v_{X+}$ $v_{X-}$

Misalnya, mengganti persamaan ke-2 ke dalam hasil pertama

v_{X +} = v_{X +}

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

dan demikian pula

v_{X -} = v_{X -}

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

Jadi, pada kenyataannya, mode umum tegangan output tegangan output

v_{O C M} = \frac{v_{X +} + v_{X -}}{2} = ?

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

tidak ditentukan tanpa persamaan tambahan (batasan sirkuit).

Pembaruan: Saya tahu saya telah melihat dan menganalisis jenis sirkuit ini sebelumnya, tetapi saya belum menemukan catatan saya di atasnya.

Namun, saya menemukan artikel ini di situs Elliot Sound Products untuk " Penggerak Saluran Seimbang dengan Output Terapung " yang tampaknya pada dasarnya merupakan rangkaian yang sama kecuali dengan input seimbang daripada input tunggal.

masukkan deskripsi gambar di sini

Seluruh amplifier, seperti dimensinya di sini, memiliki penguatan sebesar 1. Jumlah tegangan yang sama di terminal input muncul di terminal output. Ini tetap benar jika terminal keluaran disuplai dengan tegangan apa pun yang digabungkan dengan keluaran transformator (asalkan kedua tegangan keluaran tetap berada dalam area tegangan suplai tentunya).

— Alfred Centauri
sumber

Itu terjadi pada saya tadi malam, ketika saya sedang merenungkan ini, adalah bahwa seluruh gagasan memiliki buffer yang sama lagi terdengar konyol (input berasal dari opamp lain yang mengubah 0,2048mV menjadi -10 .. + 10V) tapi kemudian saya tersadar: Kedua output harus dalam keseimbangan dan fase yang sempurna, dan memiliki opamp pada satu sinyal tetapi tidak pada yang lain akan menimbulkan penundaan sinyal (kecil). Untuk aplikasi audio, ini akan lebih penting daripada untuk memposisikan cermin laser, tetapi tetap saja. Jika desainer mengambil inspirasi di sana, itu masuk akal.

— Dave Van den Eynde

1

Sirkuit ini memiliki dua karakteristik yang menarik. Yang paling penting adalah keluaran diferensial "mengambang" (dalam batas). Yang kedua adalah impedansi keluaran 100R. Saya ragu apakah masalah untuk cermin laser, tapi saya berharap ini mungkin menjadi rangkaian output standar dalam audio pro.

— Spehro Pefhany

1

Sumber aslinya adalah AFAIK penganalisis audio HP 8903. Ini adalah salah satu "sirkuit kunci" yang diterbitkan oleh para insinyur HP dalam Jurnal HP (Agustus 1980, "Floating a Source Output, oleh George D. Pontis)

— dom0

1

Awalnya saya pikir rangkaian itu adalah Pompa Arus Howland Diferensial.

Mirip dengan yang satu ini di sini .

masukkan deskripsi gambar di sini

Saya pikir mungkin cross-coupling membuat sumber arus berbagi tegangan yang tersedia.

Tapi saya melakukan simulasi karena analisis tidak menunjukkan itu mungkin ..

Tanpa beban, output (-) adalah tanah virtual dan (+) output sama dengan tegangan input, yang tidak terlalu menarik.

Dengan beban 1000 ohm, tegangan diferensial adalah 90% dari tegangan input (menyiratkan sekitar impedansi keluaran 100 ohm) tetapi output (-) mengikuti input sekitar + 4%.

Dengan beban 100 ohm, bentuk gelombangnya terlihat seperti ini:

Hijau: tegangan input
Ungu: output +
Merah: output -
Kuning: tegangan keluaran diferensial

masukkan deskripsi gambar di sini

Saya sedikit bingung untuk memahami kegunaan fungsi ini jika itu memberi makan gulungan secara langsung.

Edit:

Seperti yang telah Alfred tunjukkan, rangkaian harus memiliki impedansi keluaran yang tinggi berkenaan dengan kesamaan, dan seperti yang saya katakan, impedansi keluaran diferensial rendah dan cocok dengan pasangan bengkok. Jadi itu akan menjadi driver yang cocok untuk output seimbang yang memberi makan pasangan bengkok, pergi ke penerima yang mungkin memiliki potensi tanah yang berbeda (sebanyak beberapa volt) dari pemancar. Sangat bagus.

Berikut adalah plot impedansi mode umum yang diukur dengan menerapkan sinyal 1VAC ke pusat resistansi beban terpecah sebesar 100 ohm, dan menyapu dari 0,1Hz ke 10MHz.

masukkan deskripsi gambar di sini

Seperti yang Anda lihat, ini 10K untuk frekuensi rendah, melintasi sekitar 2.2kHz dan turun menjadi 150 ohm atau lebih pada frekuensi tinggi. Sempurna untuk situasi di mana ada tegangan frekuensi-listrik antara alasan, tidak begitu bagus untuk frekuensi yang lebih tinggi.

— Spehro Pefhany
sumber

Tampak bagi saya seperti output terbalik memberi umpan balik ke input positif, seperti dalam "op diferensial diferensial sejati", di mana output negatif mengumpankan ke input positif dan output positif mengumpan ke input negatif, tetapi diterapkan dengan dua operasi tunggal yang berakhir. amp.

— Scott Seidman

@ScottSeidman Tidak terlalu diferensial. Lihat simulasi.

— Spehro Pefhany

Hanya tegangan keluaran diferensial yang didefinisikan dengan baik untuk sirkuit ini, tegangan keluaran tunggal tidak tanpa kendala sirkuit tambahan.

— Alfred Centauri

Jadi Anda akan mengharapkan output memiliki ground mode impedansi mode-umum yang tinggi .. mungkin mengharapkan untuk melihat beban seimbang ke umum yang mungkin berbeda dalam tegangan dari tegangan di ground. Ini masuk akal jika output diumpankan ke sirkuit penguat terpisah.

— Spehro Pefhany

1

Saya menyukai penjelasan post-edit.

— gwideman

0

Melihat skema yang Anda tautkan, ternyata konfigurasi op amp ini digunakan untuk mendorong keluaran yang merupakan bagian dari antarmuka ILDA standar ke proyektor laser (seperti yang Anda singgung).

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

Jadi tugas utamanya adalah membuat sinyal diferensial dari satu sinyal.

Sinyal diferensial biasanya digunakan untuk mengirimkan sinyal analog di lingkungan yang rentan terhadap noise, seperti yang ditunjukkan oleh laser. Setiap suara akan mempengaruhi baik salinan positif dan negatif dari sinyal kira-kira sama, dan ketika penerima memulihkan sinyal dengan mengurangi satu dari yang lain, kebisingan akan dikurangi.

Resistor R45 dan R52 membuat beberapa perlindungan untuk op amp jika output disingkat, dan mungkin beberapa impedansi yang cocok dengan kabel, meskipun saya tidak yakin perlunya untuk itu dalam aplikasi ini (tidak tahu freqs yang terlibat).

Tapi bagaimana dengan R48 dan R49, dan umpan balik jelas yang mereka berikan ke amplifier "berlawanan"? Saya pikir mereka mungkin menerapkan kompensasi untuk pelemahan yang diperkenalkan oleh R45 dan R52, berguna jika impedansi input penerima tidak seimbang.

— gwideman
sumber

Saya tahu ini, karena saya mencoba untuk mencapai hal yang sama. Saya hanya ingin memahami apa yang dilakukan diagram ini untuk memahami bagaimana membangun saya sendiri.

— Dave Van den Eynde