當(dāng)今的許多 DAC 都需要具有差分輸入的電路，該電路可以消除共模誤差、減少 Δ-Σ 調(diào)制器產(chǎn)生的帶外噪聲并產(chǎn)生單端輸出。本應(yīng)用筆記概述了選擇元件值所需的設(shè)計步驟?！　‘?dāng)今的許多數(shù)字 DAC 都需要具有差分輸入的電路，該電路可以消除共模誤差、減少 Δ-Σ 調(diào)制器產(chǎn)生的帶外噪聲并產(chǎn)生單端輸出。圖 1 中的電路包括一個差分輸入和一個兩極模擬濾波器來實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計要求。本應(yīng)用筆記概述了選擇元件值所需的設(shè)計步驟。

　　多反饋低通濾波器　　請注意圖 1 與圖 2 所示的多反饋低通濾波器之間的相似之處。使用多反饋低通濾波器的設(shè)計方程可以輕松設(shè)計具有差分輸入的 2 極低通濾波器。另外，請注意圖 1 和圖 3 之間的相似之處。差分輸入功能是通過簡單地復(fù)制濾波器設(shè)計中生成的元件值來實(shí)現(xiàn)的。

　　多反饋低通濾波器
　　設(shè)計步驟
　　步驟 1：確定所需的通帶增益 [tex]H _{0}[/tex]。電路參數(shù)要求[tex]H_{0}[/tex]的大小大于或等于1。由于反相運(yùn)算放大器配置，[tex]H _{0}[/tex] 也為負(fù)。
　　步驟 2：確定最小輸入阻抗?！　〔襟E 3：為最終設(shè)計選擇所需的濾波器類型（巴特沃斯、貝塞爾等）以及另一個角頻率 [tex]F _{C[/tex]。濾波器響應(yīng)和轉(zhuǎn)角頻率決定通帶相位和幅度響應(yīng)。濾波器類型決定極點(diǎn)位置，從而決定 alpha 和 beta。表 1 列出了幾種濾波器類型的標(biāo)準(zhǔn)化極點(diǎn)位置。

　　
　　差分輸入電路
　　步驟 4：為 C5 和 C2 選擇方便的值。請注意，在步驟 5 中，必須選擇 [tex]K[/tex] 和 [tex]H _{0}[/tex]，使得 [tex]sqrt{zeta ^{2}-K(1-H _{0 })}[/tex] 是真實(shí)的。
　　步驟5：給定[tex]F _{C}[/tex]，[tex]H _{0}[/tex]，[tex]C _{2}[/tex]，[tex]C _{5 }[/tex]，alpha 和 beta，使用以下方程計算 R1、R2 和 R3：
　　[tex]zeta = frac{alpha }{sqrt {alpha ^{2}+beta ^{2}}}[/tex]
　　[tex]omega _{0} = 2pi F _{c} {sqrt {alpha ^{2}+beta ^{2}}}[/tex]
　　[tex]K=frac{C _{5}}{C _{2}}[/tex]
　　[tex]R _{1}=frac{R _{4}}{(-H _{0})}[/tex]
　　[tex]R _{3}=frac{1}{omega _{0}C _{2}[zeta pm {sqrt{zeta ^{2}-K(1- H _{0})}}]} [/特克斯]
　　[tex]R _{4} = frac{zeta pm {sqrt {zeta _{2}-K(1-H _{0})}}}{omega _{0}cdot C _{5}}[/特克斯]
　　步驟 6：檢查電阻器和電容器值。希望保持電容器值足夠大以最小化雜散電容的影響。可能需要調(diào)整步驟 4 中選擇的電容器值才能實(shí)現(xiàn)此要求。還要驗(yàn)證 R1 是否大于所需的最小輸入阻抗。
　　步驟7：步驟5中計算出的電阻值一般不是標(biāo)準(zhǔn)值。選擇最接近計算值的標(biāo)準(zhǔn)值。這不會對濾波器特性造成很大的變化，因?yàn)?a target="_blank">金屬膜電阻器的增量約為 2.5%，這允許在計算值附近選擇組件。但是，建議使用步驟 5 中的方程，使用選定的值來計算實(shí)際的濾波器參數(shù)。
　　步驟 8：從單端電路到差分電路的轉(zhuǎn)換需要復(fù)制同相輸入中的 R1、C2、R3、R4 和 C5 的值，如圖 1 所示。