本說明是有關(guān)為現(xiàn)代電路設(shè)計虛擬接地的教程。為了跟上當(dāng)今系統(tǒng)日益增長的復(fù)雜性，舊的鋼軌分割技術(shù)現(xiàn)在逐漸被更新的虛擬地面方法所取代。

鐵路分裂產(chǎn)生了一個人造的虛擬地作為參考電壓。它用于設(shè)置信號以匹配運算放大器的“最佳點”。在那個最佳位置，運算放大器具有最線性和無失真的特性。通常，最佳點出現(xiàn)在單個電源軌和地面之間的中心附近。在有多個信號的情況下，當(dāng)多路復(fù)用或切換信號時，虛擬地可以控制通道DC錯誤。

“鐵路分裂者”是美國總統(tǒng)亞伯拉罕·林肯的昵稱。這個名字源于他卑微的背景-小時候，他劈柴砍籬笆。我們大多數(shù)人與木材打交道的過程與LincolnLogs?玩具差不多。那是我們用來建造小木屋風(fēng)格建筑物的棕色小缺口木材。因為林肯先生出生在小木屋里，所以原木也以他的名字命名。他也是擁有美國專利（＃6469）的唯一美國總統(tǒng)。

盡管很有趣，但這并不是我們正在討論的那種鐵路分割。在電子電路中，導(dǎo)軌是所有組件的通用電源和接地連接。許多組件，例如放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），都要求對信號進行偏置以便將其居中在軌之間的中間位置。這是一個虛擬的地面點，也被稱為“鐵路分離器”。在較早的電子電路中，既有正電源又有負電源，因此信號偏置很容易-我們僅以接地為參考。典型的現(xiàn)代電路僅使用一個電源。例如，如果我們只有+5 V的地線和地，則可能需要一個2.5 V的中心偏置點（虛擬地）。如果我們僅需要一個不精確的偏置點，則需要兩個5％的電阻，如圖所示。 1a。如果偏置點很關(guān)鍵，

設(shè)置中頻偏置點。

在圖2所示的應(yīng)用中，我們希望匹配通道之間的DC電壓，以最大程度地減少切換點之后的建立時間。對于此應(yīng)用程序，我們需要多個匹配的偏置點。

多個精度匹配的偏置電源。

如果不需要MAX5490 / MAX5491 / MAX5492的精度為0.035％，我們建議使用圖3所示的電路。在該電路中，只需要1％的精度，但仍然重要的是所有偏置點是一樣的。

集成的虛擬地面軌道分配器。

MAX5437 / MAX5439是128步數(shù)字電位器，具有未分配的運算放大器，如圖4所示。如果我們通過將三個SPI?串行端口引腳接地而忽略它們，則MAX5437 / MAX5439將以±1％的容差在中等規(guī)模上電。MAX5437具有50kΩ的端到端電阻，而MAX5439具有100kΩ的端到端電阻。它們都以14引腳TSSOP封裝提供。

MAX5437和MAX5439數(shù)字電位器。

MAX5437和MAX5439分別構(gòu)成了非常通用的虛擬地。如果我們有一個已知的非對稱信號波形，則可以更改電位器位置，然后直流偏置電壓可以是128種不同電平中的任何一種。如果我們希望電壓步長更小（更精確），則可以在電位計的頂部和底部添加電阻，將128步長移到較小的范圍內(nèi)。另一種選擇是使用參考電壓來設(shè)置電位計端電壓。

由于無需使用MAX5437 / MAX5439運算放大器，因此我們可以選擇調(diào)整增益和失調(diào)，提供反相甚至建立濾波器。MAX5437 / MAX5439可以采用±15 V電源供電。此外，這些運算放大器還具有關(guān)斷功能引腳，這意味著該輸出可用于將多個器件多路復(fù)用在一起。在ADC要求將抖動信號添加到信號的系統(tǒng)中，我們也可以添加抖動信號。通過將抖動信號注入圖3（圖中畫出了降噪電容器的地），我們將抖動自動應(yīng)用于所有多路復(fù)用器輸入。由于MAX5437 / MAX5439以無干擾的方式切換，因此電位器可以隨意在抽頭之間移動。最重要的是，溫度系數(shù)僅為5 ppm /°C。

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