Așa de departe ne-am obișnuit doar unul dintre op-amp i / ps pentru a ne conecta la amplificator. Cele două intrări ale amplificatorului de operare sunt denumite ca terminale inversoare sau non-inversoare. Aceste terminale sunt utilizate pentru a amplifica un i / p, intrarea opusă fiind conectată la masă. Cu toate acestea, suntem capabili să conectăm semnale la fiecare dintre intrări în același timp, proiectând o altă formă comună de circuit op-amp care se numește ca amplificator diferențial. Este practic folosit ca element de construcție al unui amplificator operațional care se numește amplificator operațional (op-amp) . Funcția principală a amplificatorului diferențial este, amplifică schimbările dintre două tensiuni i / p. Dar, cucerește orice tensiune comună celor două i / ps. Acest articol oferă o prezentare generală a amplificatorului diferențial, împreună cu expresiile sale matematice.
Amplificator diferențial
Ce este un amplificator diferențial
Toți amplificatorii operaționali (op-amperi) sunt amplificatori diferențiali datorită configurației lor de intrare. Când primul semnal de tensiune este conectat la terminalul de intrare și un alt semnal de tensiune este conectat la terminalul de intrare opus, atunci tensiunea de ieșire rezultată este proporțională cu diferența dintre cele două semnale de tensiune de intrare ale V1 și V2. Tensiunea de ieșire poate fi rezolvată conectând fiecare intern i / p la masa 0v folosind teorema super poziției .
Op-Amp ca amplificator diferențial
Un amplificator opțional este un amplificator diferențial care are o impedanță i / p ridicată, un câștig ridicat în modul diferențial și o impedanță o / p scăzută. Când feedback-ul negativ este aplicat acestui circuit, se poate construi un câștig așteptat și stabil. De obicei, unele tipuri de amplificatoare diferențiale cuprind diverse amplificatoare diferențiale mai simple. De exemplu, un amplificator complet diferențial, amplificatoare de instrumentație și un amplificator de izolare sunt construite frecvent pentru diferiți amplificatori operaționali.
Op-Amp ca amplificator diferențial
- Amplificatorul diferențial este utilizat ca un circuit de reacție negativă de serie prin utilizarea unui amplificator op
- De obicei, amplificatorul diferențial este utilizat ca circuit de control al volumului și al câștigului automat
- Unele dintre amplificatoarele diferențiale pot fi utilizate pentru AM ( modulație de amplitudine ).
Pe plan intern, aici sunt multe dispozitive electronice care utilizează diferențial amplificatoare . Amplificatorul diferențial ideal o / p este dat de
Vout = Anunț (Vin + -Vin-)
În ecuația de mai sus, A este câștigul diferențial și Vin + și Vin- sunt tensiunile i / p. În practică, câștigul nu este egal pentru intrări. De exemplu, dacă cele două tensiuni i / p sunt egale, atunci o / p nu va fi zero, o expresie mai precisă pentru un amplificator diferențial cuprinde un al doilea termen.
În ecuația de mai sus, „Ac” este câștigul în modul comun al amplificatorului diferențial. Atunci când aceste amplificatoare sunt frecvent utilizate pentru a polariza tensiunile sau a elimina zgomotul care apare la ambele i / ps., De obicei se dorește un câștig scăzut în modul comun.
CMRR nu este altceva decât raportul de respingere a modului comun, definiția MMR este, este raportul câștig mod diferențial b / n și un câștig mod comun, specifică capacitatea amplificatorului de a anula exact tensiunile care sunt comune atât i / ps . CMMR este definit ca
Într-un amplificator diferențial ideal, Ac este zero și (CMRR) este infinit.
Calculul funcției de transfer al amplificatorului diferențial
T / F al amplificatorului diferențial este, de asemenea, numit ca amplificator de diferență, iar funcția de transfer a ecuației amplificatorului diferențial este prezentată mai jos
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Formula de mai sus se referă numai la un amplificator operațional inactiv care are un câștig mare (considerat ca fiind infinit) și decalajul i / p este mic (considerat zero). De exemplu, în circuitul următor nivelurile de tensiune i / p sunt în jur de câțiva volți, iar offset-ul de intrare al amplificatorului este milivolți, atunci îl putem considera zero, neglijând offset-ul i / p.
Amplificator operațional inactiv
Funcția de transfer a amplificatorului diferențial este derivată din teorema suprapunerii, care afirmă că, într-un circuit liniar, efectul tuturor surselor este suma algebrică a efectelor fiecărei surse luate individual. În circuitul de mai sus, când eliminăm V1 și îl scurtcircuităm, atunci se va calcula tensiunea o / p. În același mod eliminați V2. Tensiunea o / p a amplificatorului diferențial este suma ambelor tensiuni o / p.
Op-Amp fără V1 și R1
Să eliminăm R1 și V1 în circuitul de mai jos. Pentru că în primul circuit a existat un flux de curent prin el. Deci, împământați rezistorul R1. Când observăm circuitul, acesta devine un invertor. Acest circuit care nu inversează borna i / p este conectat la borna de masă prin rezistențele R1 și R2. Atunci Vout-ul este
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Acum să punem la masă R3 și să eliminăm V2 prezentat în circuitul de mai jos.
Amplificator fără inversare
Acest circuit este un amplificator fără inversare, iar pentru un amplificator ideal, Vout este o funcție a lui V, adică tensiunea conectată la masă la terminalul care nu inversează amplificatorul op.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
Rezistențele R1, R2 sunt un atenuator pentru V1, deci V poate fi determinat ca în următoarea ecuație.
V = V1.R2 / R1 + R2
Înlocuind ecuația V în ecuația lui Vout, atunci devine
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Acum avem Vout1 și Vout2, conform teoremei de suprapunere Vout este suma lui Vout1 și Vout2
Ecuația de mai sus identifică funcția de transfer a amplificatorului diferențial.
Amplificator diferențial folosind Wheatstone Bridge
Circuitul tipic al amplificatorului diferențial devine acum un comparator de tensiune diferențială prin „compararea” unei tensiuni i / p la alta. Aici, de exemplu, o intrare este conectată la o referință de tensiune fixă configurată pe un picior al podului rezistiv n / w și o altă intrare fie la un „ Rezistor dependent de lumină ”Sau„ Termistor ”. circuit amplificator este folosit pentru a detecta fie nivelurile de temperatură scăzute sau ridicate, fie lumina, deoarece tensiunea o / p devine o funcție liniară a modificărilor piciorului activ al punții rezistive.
Amplificator diferențial Wheatstone Bridge
Astfel, aici este vorba despre amplificator diferențial diagrama circuitului și ecuația sa. Sperăm că ați înțeles mai bine cum să calculați funcția de transfer a funcției diferențiale. În plus, orice îndoieli cu privire la aplicațiile amplificatorului diferențial și proiecte electronice . Vă rugăm să dați comentariile dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dumneavoastră: Care este diferența principală în modul diferențial b / n și semnalele de intrare în modul comun.
