单端差分转换器：提升模拟技术中的电压与电流输出精度

模拟技术中的单端差分转换器在电压和电流输出 DAC 设计中扮演着关键角色。这种电路设计的主要目标是克服单端信号传输中常见的问题，如接地噪声、信号失真和抗干扰能力弱。单端信号走线由于只有一条线路，其地线在不同位置可能存在电位不一致，导致信号精度下降，特别在长线路上，数字瞬变可能导致更大的误差。此外，单端信号还容易受到环境噪声的显著影响，因为它们可以像天线一样捕获电磁噪声。 差分信号技术通过引入两条独立的信号线，解决了这些问题。首先，两条信号线分别从信号源出发，各自到达数据采集接口，使得接收端的地噪声作为共模信号被抵消，极大地降低了噪声的影响。采用双绞线进一步增强了抗噪性能，因为噪声通常表现为共模信号，而在接收端的差分接收器可以有效地滤除这部分噪声。这种设计提高了信号的信噪比，提升了系统的稳定性和可靠性。 本文介绍的电路利用双通道运算放大器 AD8042 构建，这是一种差分驱动器，可以灵活地应用于电压输出 DAC 或电流输出 DAC。AD8042 的特性包括轨到轨输出级，能在电源轨的宽范围内工作，以及输入级的宽动态范围和高速性能，使其成为理想的驱动器选择。例如，12位的 nanoDAC 系列 AD5620 和 AD5443 是电压输出 DAC 的代表，它们的 MSOP 封装便于集成。 在工业应用中，特别是从 CMOS DAC 生成差分信号的场合，这些电路提供了高性价比的解决方案，能够满足对信号质量和噪声抑制的严格要求。通过结合单端差分转换器的设计理念和 AD8042 等高效器件，电路设计者可以优化系统的性能，确保在实际应用中达到最佳的模拟信号处理效果。