信噪比定义输入信号和输出信号
在许多应用场景中，差分信号扮演着至关重要的角色，它们被广泛应用于驱动现代模数转换器（ADC）、通过双绞线电缆传输信号以及调理高保真音频信号等。差分信号能够在特定的电源电压下传递较大的信号，这大大提高了对共模噪声的抑制能力，降低了二次谐波失真，从而实现了更高的信噪比。为了满足这一需求，我们需要一种能够将大多数信号链中的单端信号转换为差分信号的电路模块。
图1展示了一个简单的单端转差分转换器，它采用了AD8476精密低功耗完全差分放大器。这款差分放大器配备了集成精密电阻，其内部配置的差分增益为1。该电路的传递函数清晰明确：输出共模电压由VOCM引脚上设定的电压决定。如果VOCM引脚处于浮空状态，那么输出共模电压将自动浮动至电源电压的中间值。电容C1的作用是滤除电阻分压器产生的噪声，以降低输出共模噪声。由于AD8476内部激光调整增益设置电阻，该电路的增益误差极小，仅为0.04%。
对于很多应用来说，图1中的电路已经足够满足单端转差分的需求。对于追求更高性能的应用，我们还有更优秀的方案。图2展示的单端转差分转换有极高的输入阻抗、极低的输入偏置电流和失调等特性。该电路通过将OP1177精密运算放大器与AD847联，并将AD8476的正输出电压反馈至运算放大器的反相输入端，实现了卓越的性能表现。这种反馈机制确保了配置的精度和噪声性能，因为反馈环路内的差分放大器与前端的运算放大器的大开环增益相连接。当以输入为基准时，这种强大的增益能够大大减少AD8476的误差，包括噪声、失真、失调和失调偏移等。
图4展示了图2中电路的输入和输出信号的示波图。当电路被以地为基准的10Hz、1Vp-p的正弦波驱动时，我们可以清晰地看到输入和输出信号的变化。为了简化设计，我们将VREF节点接地。
如果使用的运算放大器的单位增益频率远高于差分放大器的带宽，我们可以插入带宽限制电容CF（如图3所示）。这个电容与反馈电阻RF一起构成一个积分器，从而调整整个电路的带宽。这种带宽限制技术可以在不同的增益条件下使用，包括当RG保持开路时。通过巧妙地调整电路参数，我们可以实现稳定、高效的单端转差分转换，满足各种应用的需求。
