Kann mir jemand diese symmetrische Treiberschaltung erklären?

Der einfachste Weg sollte sein, mich direkt über meine Laserharp-Website zu fragen ;) Ich bin der Designer dieses Schaltplans. Es ist eine Ausgangsstufe mit einem symmetrischen/unsymmetrischen Ausgangstreiber. Wenn es nicht symmetrisch verwendet wird, müssen Sie den negativen Ausgang mit Masse verbinden, um ein vollständig unsymmetrisches Signal zu erhalten. Es ist in der Bedienungsanleitung der Laserharfe erklärt. "ILDA-Verkabelung"

Betrachten Sie den obersten Operationsverstärker und ignorieren Sie den$100 \Omega$Widerstände, durch Inspektion schreiben:

Schreiben Sie für den untersten Operationsverstärker

Daher,

Diese Schaltung wandelt also ein Single-Ended-Eingangssignal um,$v_{OUTX}$zu einem symmetrischen Ausgangssignal; es ist ein aktiver 1:1 'Transformator'.

Ein interessantes „Merkmal“ dieser Schaltung ist, dass, während die differenzielle Ausgangsspannung,$v_{OD} = (v_{X+} - v_{X-}) = v_{OUTX}$, ist wohldefiniert, die Single-Ended- Spannungen$v_{X+}$und$v_{X-}$ sind nicht .

Wenn Sie zum Beispiel die 2. Gleichung in die 1. Ausbeute einsetzen

und ähnlich

Also eigentlich die Gleichtakt-Ausgangsspannung Ausgangsspannung

nicht ohne eine zusätzliche Gleichung bestimmt wird (Circuit Constraint).

Update: Ich weiß, dass ich diese Art von Schaltung schon einmal gesehen und analysiert habe, aber ich habe meine Notizen dazu noch nicht gefunden.

Allerdings habe ich diesen Artikel auf der Website von Elliot Sound Products für einen " Balanced Line Driver with Floating Output " gefunden, der im Wesentlichen die gleiche Schaltung zu sein scheint, außer mit einem symmetrischen Eingang anstelle eines Single-Ended-Eingangs.

Der gesamte Verstärker, wie er hier dimensioniert ist, hat eine Verstärkung von 1. An den Ausgangsklemmen erscheint die gleiche Spannung an den Eingangsklemmen. Dies gilt auch dann, wenn irgendein Ausgangsanschluss mit irgendeiner Spannung versorgt wird – wie es bei transformatorgekoppelten Ausgängen der Fall ist (vorausgesetzt natürlich, dass beide Ausgangsspannungen innerhalb des Versorgungsspannungsbereichs bleiben).

Zuerst dachte ich, die Schaltung sei eine differentielle Howland-Strompumpe.

Ähnlich wie hier .

Ich dachte, vielleicht macht die Kreuzkopplung die Stromquellen dazu, die verfügbare Spannung zu teilen.

Aber ich habe eine Simulation durchgeführt, da die Analyse nicht darauf hindeutete, dass dies möglich war.

Ohne Last ist der (-) Ausgang eine virtuelle Masse und der (+) Ausgang entspricht der Eingangsspannung, was nicht sehr aufregend ist.

Bei einer Last von 1000 Ohm beträgt die Differenzspannung 90 % der Eingangsspannung (was eine Ausgangsimpedanz von etwa 100 Ohm impliziert), aber der (-) Ausgang folgt dem Eingang um etwa +4 %.

Bei einer Last von 100 Ohm sehen die Wellenformen so aus:

• Grün: Eingangsspannung

• Lila: Ausgang +

• Rot: Ausgang -

• Gelb: differentielle Ausgangsspannung

Ich bin etwas ratlos, die Nützlichkeit dieser Funktionalität zu verstehen, wenn sie Spulen direkt speist.

Bearbeiten:

Wie Alfred betont hat, sollte die Schaltung eine hohe Ausgangsimpedanz in Bezug auf Common haben, und wie gesagt, die differentielle Ausgangsimpedanz ist niedrig und an ein verdrilltes Paar angepasst. Es wäre also ein geeigneter Treiber für einen symmetrischen Ausgang, der ein verdrilltes Paar speist und an einen Empfänger geht, der möglicherweise ein anderes Erdungspotential (um bis zu einige Volt) als der Sender hat. Sehr schön.

Hier ist ein Diagramm der Gleichtaktimpedanz, gemessen durch Anlegen eines 1-VAC-Signals an die Mitte eines geteilten Lastwiderstands von 100 Ohm und Überstreichen von 0,1 Hz bis 10 MHz.

Wie Sie sehen können, sind es 10 K für niedrige Frequenzen, die bei etwa 2,2 kHz übergehen und bei hohen Frequenzen auf etwa 150 Ohm abfallen. Perfekt für Situationen, in denen Netzfrequenzspannung zwischen den Erdungen vorhanden ist, nicht so gut für höhere Frequenzen.

Wenn Sie sich den von Ihnen verlinkten Schaltplan ansehen, wird diese Operationsverstärkerkonfiguration offensichtlich zum Ansteuern von Ausgängen verwendet, die Teil der Standard-ILDA-Schnittstelle zu Laserprojektoren sind (wie Sie angedeutet haben).

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

Die primäre Aufgabe besteht also darin, aus einem einzelnen Signal ein Differenzsignal zu erzeugen.

Ein Differenzsignal wird normalerweise verwendet, um ein analoges Signal in einer rauschempfindlichen Umgebung zu liefern, wie es bei Lasershows durchaus der Fall sein kann. Jegliches Rauschen wirkt sich ungefähr gleichermaßen auf die positive und negative Kopie des Signals aus, und wenn der Empfänger das Signal durch Subtrahieren des einen vom anderen wiederherstellt, wird das Rauschen heraussubtrahiert.

Die Widerstände R45 und R52 bieten einen gewissen Schutz für die Operationsverstärker, falls die Ausgänge kurzgeschlossen sind, und möglicherweise eine gewisse Impedanzanpassung an das Kabel, obwohl ich mir nicht sicher bin, ob dies in dieser Anwendung erforderlich ist (ich kenne die beteiligten Frequenzen nicht).

Aber was ist mit R48 und R49 und der scheinbaren Rückkopplung, die sie dem "gegenüberliegenden" Verstärker liefern? Ich denke, sie könnten eine Kompensation für die durch R45 und R52 eingeführte Dämpfung implementieren, was nützlich ist, wenn die Eingangsimpedanzen des Empfängers nicht symmetrisch sind.