До сих пор мы использовали только один из входов / выходов операционного усилителя для подключения к усилителю. Два входа операционного усилителя называются инвертирующими или неинвертирующими терминалами. Эти клеммы используются для усиления одного i / p с противоположным входом, подключенным к земле. Тем не менее, мы можем совместно подключать сигналы к каждому из входов, одновременно разрабатывая другую общую форму схемы операционного усилителя, которая называется дифференциальным усилителем. Он в основном используется в качестве строительного блока операционного усилителя, который называется операционный усилитель (операционный усилитель) . Основная функция дифференциального усилителя - это усиление изменений между двумя напряжениями i / p. Но преодолевает любое напряжение, общее для двух i / ps. В этой статье дается обзор дифференциального усилителя вместе с его математическими выражениями.
Дифференциальный усилитель
Что такое дифференциальный усилитель
Все операционные усилители (операционные усилители) являются дифференциальными усилителями из-за их конфигурации входа. Когда первый сигнал напряжения подключен к входной клемме, а другой сигнал напряжения подключен к противоположной входной клемме, тогда результирующее выходное напряжение пропорционально разнице между двумя сигналами входного напряжения V1 и V2. Выходное напряжение может быть решено путем подключения каждого интерна i / p к заземлению 0 В с помощью теорема суперпозиции .
Операционный усилитель как дифференциальный усилитель
Операционный усилитель - это дифференциальный усилитель, который имеет высокий импеданс i / p, высокий коэффициент усиления дифференциального режима и низкий импеданс o / p. Когда к этой схеме применяется отрицательная обратная связь, можно получить ожидаемое и стабильное усиление. Обычно некоторые типы дифференциальных усилителей содержат различные более простые дифференциальные усилители. Например, полностью дифференциальный усилитель, инструментальные усилители и развязывающий усилитель часто строятся для различных операционных усилителей.
Операционный усилитель как дифференциальный усилитель
- Дифференциальный усилитель используется в качестве последовательной цепи отрицательной обратной связи с использованием операционного усилителя.
- Обычно дифференциальный усилитель используется в качестве схемы регулировки громкости и автоматического усиления.
- Некоторые из дифференциальных усилителей можно использовать для AM ( амплитудная модуляция ).
Внутри многих электронных устройств используется дифференциал. усилители . Идеальный дифференциальный усилитель o / p определяется выражением
Vout = Ad (Вино + -Вино-)
В приведенном выше уравнении A - это дифференциальное усиление, а Vin + и Vin- - напряжения i / p. На практике коэффициенты усиления для входов не равны. Например, если два напряжения i / p равны, то o / p не будет равным нулю. Более точное выражение для дифференциального усилителя содержит второй член.
В приведенном выше уравнении «Ac» - это коэффициент усиления синфазного сигнала дифференциального усилителя. Когда эти усилители часто используются для смещения напряжений или обнуления шумов, которые появляются на обоих i / ps, обычно требуется низкий коэффициент синфазного усиления.
CMRR - это не что иное, как коэффициент подавления синфазного сигнала, определение MMR - это отношение коэффициента усиления дифференциального режима b / n и коэффициента усиления синфазного режима, определяет способность усилителя точно нейтрализовать напряжения, которые являются общими для обоих i / ps. . CMMR определяется как
В идеальном дифференциальном усилителе Ac равно нулю и (CMRR) бесконечно.
Расчет передаточной функции дифференциального усилителя
Отношение T / F дифференциального усилителя также называется дифференциальным усилителем, а передаточная функция уравнения дифференциального усилителя показана ниже.
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Приведенная выше формула относится только к неработающему операционному усилителю, который имеет большое усиление (считается бесконечным) и смещение i / p небольшое (считается нулевым). Например, в следующей схеме уровни напряжения i / p составляют около нескольких вольт, а входное смещение операционного усилителя - милливольты, тогда мы можем считать его нулем, пренебрегая смещением i / p.
Усилитель холостого хода
Передаточная функция дифференциального усилителя выводится из теоремы суперпозиции, которая гласит, что в линейной схеме влияние всех источников является алгебраической суммой эффектов каждого источника, взятого отдельно. В приведенной выше схеме, когда мы удалим V1 и закоротим его, будет вычислено напряжение o / p. Таким же образом удалите V2. Напряжение o / p дифференциального усилителя является суммой обоих напряжений o / p.
Операционный усилитель без V1 и R1
Давайте удалим R1 и V1 в схеме ниже. Потому что в первой цепи через нее проходил ток. Итак, заземлите резистор R1. Когда мы наблюдаем схему, она становится инвертором. Эта неинвертирующая клемма i / p схемы подключена к клемме заземления через резисторы R1 и R2. Тогда Vout
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Теперь давайте заземлим R3 и удалим V2, как показано на схеме ниже.
Неинвертирующий усилитель
Эта схема представляет собой неинвертирующий усилитель, и для идеального операционного усилителя Vout является функцией V, то есть напряжения, подключенного к земле на неинвертирующем выводе операционного усилителя.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
Резисторы R1, R2 являются аттенюатором для V1, поэтому V можно определить, как в следующем уравнении.
V = V1.R2 / R1 + R2
Подставляя уравнение V в уравнение Vout, оно становится
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Теперь у нас есть Vout1 и Vout2, согласно теореме суперпозиции Vout - это сумма Vout1 и Vout2
Приведенное выше уравнение представляет передаточную функцию дифференциального усилителя.
Дифференциальный усилитель с мостом Уитстона
Типичная схема дифференциального усилителя теперь становится компаратором дифференциального напряжения, «сравнивая» одно напряжение i / p с другим. Вот, например, один вход которого соединен с опорным напряжением фиксированного набора на одной ноге резистивного моста п / ш, а другой вход, чтобы либо « Светозависимый резистор »Или« Термистор ». В схема усилителя используется для обнаружения либо низких, либо высоких уровней температуры или света, поскольку напряжение o / p становится линейной функцией изменений в активном плече резистивного моста.
Дифференциальный усилитель с мостом Уитстона
Таким образом, все дело в дифференциальный усилитель принципиальная схема и его уравнение.Мы надеемся, что вы лучше понимаете, как рассчитать передаточную функцию дифференциальной функции.Кроме того, есть какие-либо сомнения относительно применения дифференциального усилителя и проекты электроники . Пожалуйста, оставьте свои комментарии в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, в чем основное отличие б / п дифференциального режима и синфазного входных сигналов.
