在现代电子设备中，差分信号的应用非常广泛，其中包括驱动模数转换器（ADC）、双绞线电缆信号传输、高保真音频信号处理等。由于差分信号能够在特定电源电压下使用大信号，因此它具有出色的共模噪声抑制能力和较低的二次谐波失真，从而实现了更高的信噪比。为了满足这一需求，我们需要一种能够将大多数信号链中的单端信号转换为差分信号的电路模块。
图示展示了简单的单端转差分转换器，该转换器采用了AD8476精密低功耗完全差分放大器，并带有集成精密电阻。该差分放大器的内部差分增益设置为1，因此电路的传递函数如下所述：
输出共模电压（VOP + VON）/2是通过VOCM引脚上的电压进行设置的。如果允许VOCM引脚悬空，由于内部1 MΩ电阻形成的电源电阻分压器的作用，输出共模电压将浮动至电源电压的中间值。电容C1用于滤除1 MΩ电阻的噪声，从而降低输出共模噪声。得益于AD8476的内部激光调整增益设置电阻，电路的增益误差最大值仅为0.04%。
图一展示了这种简单的单端转差分转换器。
对于许多应用而言，图一中的电路足以执行单端转差分的转换任务。对于需要更高性能的应用，图二中展示的单端转差分转换器则具有更高的输入阻抗、更低的输入偏置电流以及更优秀的失调性能。这种高性能电路是通过将OP1177精密运算放大器与AD847联，并将AD8476的正输出电压反馈至运算放大器的反相输入端来实现的。
这种反馈机制确保了运算放大器能够控制配置的精度和噪声性能。由于反馈环路内的差分放大器与前面的运算放大器的大开环增益相连，因此当以输入为参考时，这种大增益可以显著减少AD8476的误差，包括噪声、失真、失调和失调偏移。
图二描述了这种改进的单端转差分转换器。
将图二中的公式联立起来，我们可以看到电路的两个重要特性：首先是单端转差分增益为2；其次是VREF节点作为输入信号的基准，可以用于消除输入信号中的偏置。
图三展示了具有可编程增益的单端转差分转换器。
与图二中的电路相似，这种改进的单端转差分转换器通过将差分放大器放置在运算放大器的反馈环路内部来抑制差分放大器的误差。与任何反馈连接一样，我们必须确保系统的稳定性。请参考图二，OP1177和AD8476的级联形成了一个复合差分输出运算放大器，其开环增益是运算放大器的开环增益和差分放大器的闭环增益的乘积。为了确保稳定性，差分放大器的带宽应高于运算放大器的单位增益频率。
在图三所示的电路中，这一要求得到了放宽。图四展示了当以地为基准的10 Hz、1 V p-p正弦波驱动时，图二中电路的输入和输出信号的示波图。为简化起见，VREF节点已接地。
如果使用的运算放大器的单位增益频率远大于差分放大器的带宽，则可以在电路中插入带宽限制电容CF，如图三所示。电容CF和反馈电阻RF构成了一个积分器，因此整个电路的带宽计算方式如下：
(公式七)
在带宽公式中，½的值是由于反馈是单端的而不是差分的，这会将反馈和带宽减半。如果计算出的带宽减少量低于差分放大器的闭环带宽，则电路将保持稳定。这种带宽限制技术也可在增益为2的情况下使用，通过让RG保持开路来实现。