单端转差分电路详解（1）
传统的单端输入抗干扰能力弱、噪声大，面对高频信号会引入更多的噪声，降低SNR，从而恶化有效信号；差分输入相比于单端输出具有更强的稳定性和抗干扰能力，因此随着高速ADC的发展和应用，差分输入广泛应用于高速ADC中，这也要求我们在使用时需要将单端信号转化成差分信号。
差分信号是指两个幅值相同、相位相差180°的信号，差分输入则是指输入一对差分信号，通过差分信号的电压差来判定输入信号大小，因此单端转差分信号的过程可以分为两部分：①输出原幅值1/2的同相信号；②输出原幅值1/2的反相信号。单端转差分电路大致可以分为两种：①有源器件转换；②无源器件转换。
①有源器件转换主要是指利用放大器将单端信号转换为差分信号。如图1所示，为利用单端转差分电路的基本示意图，其中U1和U2为电压型运算放大器（关于电压型和电流型运放的区别可参考后续更新），U1负责将信号做同相输出，U2负责将信号做反相输出。R3和R4利用电阻分压，将差分信号的幅值减小为信号源的一半。
以1V，1MHz的信号源为例，输出结果如图2所示：其中红色为信号源，绿色为同相输出，黄色为反相输出，可以看到输出的差分信号效果良好；但是信号频率上升到10M，两路差分信号并不完全对称，具体表现为交点位置偏移0V电压，两路信号相位差并不完全相差180°，初步分析显示这可能与运放的响应速度有关系。
图2. 1MHz 信号
图3. 10MHz 信号
为了减少频率对差分信号的影响，可以考虑利用差分输出的运放，如下图所示，引用于AD9634 datasheet。
②无源器件转换是指利用巴伦或者变压器实现单端信号转换为差分信号。基本电路参考AD9634 datasheet， 如图3所示。其基本原理是通过变压器的特点，实现交流信号到交流信号的转换。由于右边中间引脚为线圈中点，因此上下两端电压关于中间对称，从而实现输出相位相反、幅值相同的电压。当中间电压连接到ADC的VCM时，就可以保证差分信号的CMV（Common Module Volyage）和ADC的CMV一致，从而保证信号的有效性。
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