单端模拟信号的接收器装置的制作方法

本公开内容一般地涉及音频信号的放大和传输接收单元，更具体地，本公开内容涉及用于接收单端模拟信号并设置有悬浮接地的接收器装置。

背景技术：

1、音响系统通常是包括物理上相隔较远的多个电子设备通过电缆相互连接组合成的一个系统。对于模拟信号，尤其是单端信号，有时会出现因为两个或多个设备各自的接地点之间存在电压差而形成的接地电流或“接地回路”感生噪声的情况，例如如果将信号源装置和接收器共享接地，或者与隐藏电流或信号具有耦合接地端，接收器输入的有用信号中将被引入多余的噪声。如果不能断开接地回路，通常可通过在接收端添加串联阻抗来缓解，即设置悬浮接地(ground lift)，即浮地。浮地阻抗将电流噪声转变成了电压噪声，采用简单的差分放大电路能够通过实现对差分信号传输的共模抑制(cmrr)以消除共模信号噪声，同时捕捉预期的差模信号。但是，此类电路的缺点是高阻抗组件会增加噪声，而且悬浮的源也变得嘈杂，它也容易受到未接地的或悬浮的设备之间的无法避免的干扰。

2、因此仍然需要设计出一种用于音频信号输入的接收器装置，其能够将源信号从一个设备组件传输到另一个设备组件，去除接地噪声的同时避免音频污染。

技术实现思路

1、本公开内容提供了一种单端模拟信号接收器装置，用于从输入信号端接收单端模拟信号并在输出端输出相对于本地接地端的输出信号。该单端模拟信号的输入参考端通过串联偏置电阻器连接到接收器装置的本地接地端形成悬浮接地，由此产生电压噪声的浮地信号可通过接收器装置中前级经校准的缓冲增益单元进行缓冲及放大以匹配后级平衡电路单元，再通过共模抑制完全消除，从而输出噪声更小的信号。

2、一方面，本公开内容提供的所述单端模拟信号接收器装置包括缓冲增益单元和具有共模抑制作用的后级平衡电路单元。缓冲增益单元包括连接至所述单端模拟信号接收器装置的输入参考端的第一输入端、连接至本地接地端的第二输入端，和连接至后级平衡电路单元的第二后级输入端的缓冲增益输出端。

3、后级平衡电路单元包括第一后级输入端、第二后级输入端和后级输出端。第一后级输入端连接至所述单端模拟信号接收器装置的输入信号端，第二后级输入端连接缓冲增益单元的缓冲增益输出端以接收由缓冲增益单元输出的经放大的浮地信号，后级输出端连接到所述单端模拟信号接收器装置的输出端，用于提供输出信号。

4、偏置电阻器的两端分别连接缓冲增益单元的第一和第二缓冲增益输入端。因此，偏置电阻器上产生的浮地信号在缓冲增益单元先被缓冲并放大，使得即使后级平衡电路单元具有不匹配输入阻抗，经校准的缓冲增益单元也能将浮地信号放大的量用于匹配后级平衡电路单元的输入，使得后级平衡电路单元通过共模抑制完全抑制共模噪声。

5、另一方面，本公开内容提供的单端模拟信号接收器装置可包括具有第一缓冲增益输入端和第二缓冲增益输入端以及第一缓冲增益输出端和第二缓冲增益输出端的缓冲增益单元。该单端模拟信号接收器装置所接收的单端模拟信号的输入参考端与本地接地端之间串联第一偏置电阻器，该第一偏置电阻器上可形成电压噪声的浮地信号。在输入信号端和缓冲增益单元的第一缓冲增益输入端之间串联连接有第二偏置电阻器，在输入参考端和缓冲增益单元的第二缓冲增益输入端之间串联连接有第三偏置电阻器。此外，在缓冲增益单元的第一缓冲增益输入端和本地接地端之间串联连接有第四偏置电阻器，在缓冲增益单元的第二缓冲增益输入端和本地接地端之间串联连接有第五偏置电阻器。其中第二偏置电阻器和第三偏置电阻器的阻值匹配，第四偏置电阻器和第五偏置电阻器的阻值匹配，从而使得该接收器装置具有平衡的输入阻抗。

6、缓冲增益单元包括第一运算放大器和第二运算放大器，以及第一增益电阻器、第二增益电阻器，和第三增益电阻器，其中第一运算放大器的同相输入端连接所述缓冲增益单元的第一缓冲增益输入端，第二运算放大器的同相输入端连接所述缓冲增益单元的第二缓冲增益输入端，第一增益电阻器连接所述第一运算放大器的反相输入端和输出端，第二增益电阻器连接所述第一运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的反相输入端，所第三增益电阻器连接所述第二运算放大器的反相输入端和输出端，其中所述第一运算放大器和所述第二运算放大器各自的输出端分别为缓冲增益单元的第一缓冲增益输出端和第二缓冲增益输出端。该缓冲增益单元中第一增益电阻器和第二增益电阻器阻值之和匹配第三增益电阻器的阻值。因此，缓冲增益单元可适用于具有平衡的差分输出，并且可直接将共模的浮地信号传递至后级的具有共模抑制作用的电路单元进行消噪。

7、在所提供的单端模拟信号接收器中，缓冲增益单元的后级还可以接入具有共模抑制作用的后级平衡电路单元。后级平衡电路单元包括连接至缓冲增益单元的所述第一缓冲增益输出端的第一后级输入端，连接至缓冲增益单元的所述第二缓冲增益输出端的第二后级输入端，和后级输出端。该后级输出端连接到所述单端模拟信号接收器装置的输出端以提供输出信号。

8、本公开内容的又另一方面提供的单端模拟信号接收器装置包括与前一方面配置相同的缓冲增益单元和具有共模抑制作用的后级平衡电路单元，以及单位增益放大器单元。该单端模拟信号接收器装置的输入信号端和输入参考端具有不匹配的输出阻抗，并且输入阻抗也不平衡。

9、所提供的单端模拟信号接收器装置包括串联连接在缓冲增益单元的第一缓冲增益输入端和第二缓冲增益输入端之间的第一偏置电阻器和第二偏置电阻器，连接在第一偏置电阻器和第二偏置电阻器之间的节点和本地接地端之间的第三偏置电阻器，连接在单端模拟信号接收器装置的输入信号端和缓冲增益单元的第一缓冲增益输入端之间的第四偏置电阻器，连接在单端模拟信号接收器装置的输入参考端和缓冲增益单元的第二缓冲增益输入端之间的第五偏置电阻器，因此第二偏置电阻器、第三偏置电阻器和第五偏置电阻器构成了串联的浮地电阻器，并且形成电压噪声的浮地信号。此外，在缓冲增益单元的第一缓冲增益输出端和第二缓冲增益输出端之间还先后串联连接有第六偏置电阻器和第七偏置电阻器。单位增益放大器单元仅由一个运算放大器构成，其同相输入端构成的输入端连接在第六和第七偏置电阻器之间的节点，其反相输入端与输出端相连。单位增益放大器单元的输出端和第一、第二、第三偏置电阻器之间的节点之间串联连接有第一电容器。该第一电容器的大小设置为在高于第一预定频率的频率下具有小于第三偏置电阻器的阻值的阻抗。缓冲增益单元还包括串联连接在单位增益放大器单元的输入信号端和输入参考端之间的第二电容器和第三电容器，连接在第二电容器和第三电容器之间的节点和本地接地端之间的第四电容器，和连接在单位增益放大器单元的输出端和第二、第三、第四电容器之间的第八偏置电阻器。第四电容器的大小设置为在低于第二预定频率的频率下具有小于第八偏置电阻器的阻值的阻抗。由于单位增益单元将缓冲增益单元以单位增益传递的共模噪声电压信号耦合反馈给该接收器装置的输入阻抗，使得第一和第二偏置电阻器以及第二和第三电容器能够分别呈现自举，从而使得接收器装置能够克服接收端输出阻抗不匹配，使输入阻抗达到平衡，并且兼顾电磁兼容性，实现消除浮地噪声。