誰かがこのバランスの取れたドライバー回路を私に説明できますか？

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レーザープロジェクターのガルバノを制御するために差動信号を生成しようとしていますが、理解できるように、+ 5V / -5V（10Vpp）にする必要があります。レーザーハープ用にこの回路を見つけましたが、この特定のデュアルオペアンプ設計が何をするのか混乱しています。ゲインが1の反転アンプと非反転アンプのペアのように見えますが、それらは互いに供給されています。ここに写真があります：

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オリジナルはここにあります。

私はたくさんの「回路例」を調べて、それに似たものを見つけることができなかったので、誰がそれが何と呼ばれるか、またはそれがどのように機能するかを教えてもらえるかどうか私は興味があります。

operational-amplifier circuit-analysis differential

— デイブヴァンデンエインデ
ソース

本質的に同じ回路へのリンクと分析を含む、私の回答の更新を参照してください。

— Alfred Centauri

「バランスの取れたドライバー」を探すと、Googleでさらに多くの情報が見つかります。

— Dave Van den Eynde 2014年

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ネクロのコメント、ここでは、これはTi DRV134の文書化された内部の個別の実装です。集積回路のようにトリミングされない限り、バランスが取れているとは考えられません。これを1％のコンポーネントで構成し、出力は-3 +5ですが、少なくとも正確には位相がずれています。

— mianos 2018

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最も簡単な方法は、私のLaserharp Webサイトから直接私に尋ねることです;）私はこの回路図の設計者です。これは、バランス/アンバランス出力ドライバーを備えた出力ステージです。平衡として使用されない場合は、負の出力をグランドに接続して、完全な不平衡信号を取得する必要があります。レーザーハープのユーザーマニュアルに説明があります。「ILDA配線」

— フランク
ソース

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$100 \Omega$

v_{バツ +} = v_{O U T バツ} + v_{バツ -}

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

一番下のオペアンプについては、

v_{バツ -} = v_{バツ +} - v_{O U T バツ}

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

したがって、

v_{バツ +} - v_{バツ -} = v_{O U T バツ}

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

したがって、この回路はシングルエンド入力信号 $v_{OUTX}$ を平衡出力信号に変換します。1：1のアクティブな「トランスフォーマー」です。

$v_{OD} = (v_{X+} - v_{X-}) = v_{OUTX}$ $v_{X+}$ $v_{X-}$

たとえば、2番目の方程式を1番目に代入すると、

v_{バツ +} = v_{バツ +}

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

同様に

v_{バツ -} = v_{バツ -}

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

したがって、実際には、コモンモード出力電圧出力電圧

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

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

追加の方程式（回路制約）なしでは決定されません。

更新：このタイプの回路を以前に見たり分析したりしたことは知っていますが、それに関するノートはまだ見つかりません。

ただし、この記事はElliot Sound Productsサイトの「フローティング出力を備えたバランスラインドライバー」で見つけたもので、シングルエンド入力ではなくバランス入力を除いて、基本的に同じ回路のようです。

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ここに示されているように、アンプ全体のゲインは1です。入力端子に同じ量の電圧が出力端子に現れます。トランス結合出力のように、出力端子に電圧が供給されている場合も同様です（両方の出力電圧が供給電圧領域内にある場合）。

— アルフレッドケンタウリ
ソース

昨夜、これについて考えていたときに、同じ信号を再度バッファリングするという考え全体がばかげて聞こえました（入力は、0..2048mVを-10 .. + 10Vに変換する別のオペアンプからのものです）。それは私を襲った：2つの出力は完全なバランスと位相にある必要があり、一方の信号にオペアンプがあり、もう一方の信号にはない場合、（小さな）信号遅延が発生します。オーディオアプリケーションの場合、これはレーザーミラーの配置よりも重要ですが、それでも重要です。デザイナーがそこに興味を持っているなら、それは理にかなっています。

— Dave Van den Eynde 2014年

1

この回路には2つの興味深い特性があります。最も重要なのは、「フローティング」（制限内）差動出力です。2つ目は100R出力インピーダンスです。どちらのレーザーミラーも問題ではないかと思いますが、これはプロオーディオの標準的な出力回路になると思います。

— Spehro Pefhany 2014年

1

元のソースはHP 8903オーディオアナライザーのAFAIKです。これは、HPエンジニアがHP Journalで発表した「主要な回路」の1つです（1980年8月、「Floating a Source Output、by George D. Pontis」）

— dom0

1

最初、回路は差動ハウランド電流ポンプだと思いました。

これと似ています。

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おそらく、クロスカップリングによって電流源が利用可能な電圧を共有するようになると思いました。

しかし、分析ではそれが可能であることが示されていないため、シミュレーションを行いました。

無負荷の場合、（-）出力は仮想グランドであり、（+）出力は入力電圧に等しく、それほど刺激的ではありません。

1000オームの負荷では、差動電圧は入力電圧の90％（約100オームの出力インピーダンスを意味します）ですが、（-）出力は入力に約+ 4％従います。

100オームの負荷では、波形は次のようになります。

緑：入力電圧
紫：出力+
赤：出力-
黄色：差動出力電圧

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コイルに直接給電する場合、この機能の有用性を理解するのに少し途方に暮れています。

編集：

アルフレッドが指摘したように、回路はコモンに対して高い出力インピーダンスを持つ必要があり、私が言ったように、差動出力インピーダンスは低く、ツイストペアに整合しています。したがって、ツイストペアに給電するバランス出力に適したドライバであり、トランスミッタとは（数ボルト程度）接地電位が異なる可能性のあるレシーバに向かいます。非常に素晴らしい。

これは、100オームの分割負荷抵抗の中心に1VAC信号を適用し、0.1Hzから10MHzに掃引して測定したコモンモードインピーダンスのプロットです。

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ご覧のとおり、低周波数では10Kであり、約2.2kHzでクロスオーバーし、高周波数では150オーム程度まで低下します。アース間に主周波数電圧が存在する状況に最適です。高周波ほど大きくはありません。

— スペロ・ペファニー
ソース

「真の差動オペアンプ」のように、反転出力が正入力にフィードバックするように見えますが、負の出力は正の入力に供給され、正の出力は負の入力に供給されますが、2つのシングルエンドオペアンプで実装されます。アンペア。

— スコットSeidman

@ScottSeidmanそれほど違いはありません。シミュレーションを参照してください。

— Spehro Pefhany 2014年

この回路では差動出力電圧のみが明確に定義されており、シングルエンド出力電圧には追加の回路制約がないわけではありません。

— Alfred Centauri

したがって、出力はグランドに対して高いコモンモードインピーダンスを持つことが期待されます。おそらく、グランドへの電圧と電圧が異なる可能性があるコモンへのバランスのとれた負荷が発生することを期待しています。これは、出力が別のアンプ回路に供給される場合に意味があります。

— Spehro Pefhany 2014年

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編集後の説明が好きです。

— gwideman 2014年

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リンクした回路図を見ると、明らかに、このオペアンプ構成は、レーザープロジェクターへの標準ILDAインターフェースの一部である出力を駆動するために使用されています（ご指摘のとおり）。

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

したがって、主要なタスクは、単一の信号から差動信号を作成することです。

差動信号は通常、レーザーのようにノイズの影響を受けやすい環境でアナログ信号を送信するために使用されます。ノイズは信号の正のコピーと負のコピーの両方にほぼ等しく影響し、レシーバーが信号を一方から他方から差し引くことによって信号を回復すると、ノイズは差し引かれます。

抵抗R45とR52は、出力が短絡した場合のオペアンプの保護と、ケーブルへのインピーダンス整合を作成します。

しかし、R48とR49、およびそれらが「反対の」アンプに提供する見かけのフィードバックはどうですか？私が考えるレシーバ入力インピーダンスをバランスされていない場合、彼らは便利R45とR52、によって導入された減衰の補償を実装するかもしれません。

— グワイドマン
ソース

私は同じことを達成しようとしているので、私はこれを知っています。私は自分自身を構築する方法を理解するために、この図が何をしているかを理解したかっただけです。

— Dave Van den Eynde 2014年