Дотук използвахме само един от усилвателите i / ps за свързване към усилвателя. Двата входа на операционния усилвател са обозначени като инвертиращ или неинвертиращ терминал. Тези терминали се използват за усилване на един i / p с противоположния вход, свързан към земята. Въпреки това, ние сме в състояние да свързваме едновременно сигнали към всеки от входовете едновременно, проектирайки друга често срещана форма на оп-усилвателна схема, която се нарича диференциален усилвател. По принцип се използва като градивен елемент на операционен усилвател, който се нарича операционен усилвател (op-amp) . Основната функция на диференциалния усилвател е, че той усилва промените между две i / p напрежения. Но, завладява всяко напрежение, общо за двата i / ps. Тази статия дава преглед на диференциалния усилвател заедно с неговите математически изрази.
Диференциален усилвател
Какво е диференциален усилвател
Всички операционни усилватели (op-amps) са диференциални усилватели поради тяхната входна конфигурация. Когато първият сигнал за напрежение е свързан към входния терминал и друг сигнал за напрежение е свързан към противоположния входен терминал, тогава полученото изходно напрежение е пропорционално на разликата между двата сигнала за входно напрежение на V1 и V2. Изходното напрежение може да бъде решено чрез свързване на всеки i / p интерн към 0v земя теорема за супер позицията .
Op-Amp като диференциален усилвател
Операционният усилвател е диференциален усилвател, който има висок i / p импеданс, голям коефициент на усилване в диференциален режим и нисък импеданс o / p. Когато отрицателната обратна връзка се приложи към тази верига, може да се изгради очаквана и стабилна печалба. Обикновено някои видове диференциални усилватели включват различни по-прости диференциални усилватели. Например, напълно диференциален усилвател, инструментални усилватели и изолационен усилвател често се изграждат за различни операционни усилватели.
Op-Amp като диференциален усилвател
- Диференциалният усилвател се използва като последователна верига за отрицателна обратна връзка чрез използване на операционен усилвател
- Обикновено диференциалният усилвател се използва като верига за регулиране на силата на звука и автоматично усилване
- Някои от диференциалните усилватели могат да се използват за AM ( амплитудна модулация ).
Вътрешно ето много електронни устройства използва диференциал усилватели . Идеалният диференциален усилвател o / p се дава от
Vout = Реклама (Wine + -Wine-)
В горното уравнение A е диференциалното усилване, а Vin + и Vin- са напреженията на i / p. На практика печалбата не е равна за входовете. Например, ако двете i / p напрежения са равни, тогава o / p няма да бъде нула. По-точен израз за диференциален усилвател включва втори член.
В горното уравнение 'Ac' е общото усилване на режима на диференциалния усилвател. Когато тези усилватели често се използват за отклонение на напреженията или за нулиране на шума, който се появява и при i / ps., Обикновено се желае нисък коефициент на общ режим.
CMRR не е нищо друго освен коефициент на отхвърляне на общ режим, дефиницията на MMR е, това е съотношението b / n усилване на диференциалния режим и общ коефициент на усилване, определя капацитета на усилвателя за точно отмяна на напреженията, които са общи за i / ps . CMMR се определя като
В идеалния диференциален усилвател Ac е нула и (CMRR) е безкраен.
Изчисляване на функцията за трансфер на диференциален усилвател
T / F на диференциалния усилвател се нарича също като усилвател на разликата, а предавателната функция на уравнението на диференциалния усилвател е показана по-долу
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Горната формула се отнася само за неактивен операционен усилвател, който има голям коефициент на усилване (считан за безкраен) и изместването на i / p е малко (считано за нула). Например, в следващата схема нивата на напрежение i / p са около няколко волта и входното отместване на операционния усилвател е миливолта, тогава можем да го считаме за нула, като пренебрегнем изместването на i / p.
Неактивен операционен усилвател
Предавателната функция на диференциалния усилвател е получена от теоремата за суперпозицията, която гласи, че в линейна схема ефектът от всички източници е алгебричната сума от ефектите на всеки източник, взет поотделно. В горната верига, когато премахнем V1 и го късо съединение, ще се изчисли напрежението o / p. По същия начин премахнете V2. O / p напрежението на диференциалния усилвател е сумата от двете o / p напрежения.
Op-Amp без V1 и R1
Нека премахнем R1 и V1 в схемата по-долу. Тъй като в първата верига имаше поток от ток през нея. И така, заземете резистора R1. Когато наблюдаваме веригата, тя се превръща в инвертор. Тази неинвертираща i / p клема е свързана към земната клема чрез резистори R1 и R2. Тогава Vout е
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Сега нека заземим R3 и премахнем V2, показан в схемата по-долу.
Неинвертиращ усилвател
Тази схема е неинвертиращ усилвател и за идеален операционен усилвател Vout е функция на V, т.е.напрежението, свързано към земята в неинвертиращия терминал на операционния усилвател
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
Резисторите R1, R2 са атенюатор за V1, така че V може да се определи, както в следващото уравнение.
V = V1.R2 / R1 + R2
Като заместваме уравнение V в уравнението на Vout, то става
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Сега имаме Vout1 и Vout2, според теоремата за суперпозицията Vout е сумата от Vout1 & Vout2
Горното уравнение идентифицира трансферната функция на диференциалния усилвател.
Диференциален усилвател, използващ мост Уитстоун
Типичната схема на диференциалния усилвател сега се превръща в компаратор на диференциално напрежение чрез „сравняване“ на едно i / p напрежение с друго. Тук, например, един вход е свързан към фиксирано напрежение, зададено на единия крак на резистивния мост n / w, а друг вход към „ Резистор, зависим от светлината ”Или„ Термистор ”. The усилвателна верига се използва за откриване на ниски или високи температурни нива или светлина, тъй като напрежението o / p се превръща в линейна функция на промените в активния крак на резистивния мост.
Диференциален усилвател на Wheatstone Bridge
По този начин това е всичко за диференциален усилвател електрическа схема и нейното уравнение. Надяваме се, че сте разбрали по-добре как да се изчисли трансферната функция на диференциалната функция. Освен това, всякакви съмнения относно приложенията на диференциалния усилвател и проекти за електроника . Моля, дайте вашите коментари в раздела за коментари по-долу. Ето един въпрос за вас, каква е основната разлика b / n диференциален режим и общи режими на входните сигнали.
