VPECL电平中共模电压是如何产生的

描述

此疑问来自LVPECL电平中的VCC-1.3V的共模电压是如何产生带出来的,同样的问题也存在于三极管的直流偏置电路中,如图1所示:

电平

图1

三级管正常工作时,需要设置静态工作点,这个直流电压在图1中由VCC通过电阻提供,在这个静态工作点的基础上,对交流小信号US进行放大。这个过程的实现必然是交流信号和直流电压叠加的结果,这里让我产生了第一个疑问,为什么交流小信号没有被直流电压吃掉?即为什么产生直流工作点的这个电阻为什么没有扮演上拉电阻的角色?

这个原因比较简单,因为电容C的存在,把输入信号us和VCC分在两条支路上,对Vb点的电压应该应用叠加定理求解。但是我们知道,不同电压的电压源不能并联,但是US和VCC似乎是并联的。解决这一疑惑,首先要知道电压源只是不能直接并联,从三极管的基极等效的二端口看进去,可得到如图二的等效电路,此时应用叠加定理,us作用时,VCC短路,电容对交流电源的阻抗小,这里按短路处理,Vb点电压为us;VCC作用时,us短路,电容开路,Vb电压为VCC;故两者一起作用时,Vb点电压为两者之和。

电平

图2

Vb点的电压具体计算应列出电路方程,简单理解下可认为:us是无极性的,从等效电路可以看出,us的变化影响着VCC负极的电位,从这一点来说,两个电源可看做是串联的(个人理解)

回到开头的疑惑,LVPECL电平需要直流偏置提供共模电压的场景是在交流耦合时(直流耦合时电平匹配用的电阻网络就可以提供了),此时电路中也存在耦合电容,故也适用叠加定理。

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