Wat is differentiële versterkercircuit en vergelijking

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Tot dusverre zijn we gewend geraakt aan slechts één van de op-amp i / ps om verbinding te maken met de versterker. De twee ingangen van de op-amp worden genoemd als inverterende of niet-inverterende terminal. Deze aansluitingen worden gebruikt om een ​​i / p te versterken, waarbij de tegenoverliggende ingang is verbonden met aarde. We zijn echter in staat om tegelijkertijd signalen op elk van de ingangen aan te sluiten en tegelijkertijd een andere veel voorkomende vorm van op-amp-schakeling te ontwerpen die een differentiële versterker wordt genoemd. Het wordt in feite gebruikt als een bouwsteen van een operationele versterker die wordt genoemd als operationele versterker (op-amp) ​De belangrijkste functie van de verschilversterker is dat hij de veranderingen tussen twee i / p-spanningen versterkt. Maar overwint elke spanning die de twee i / ps gemeen hebben. Dit artikel geeft een overzicht van differentiële versterker samen met zijn wiskundige uitdrukkingen.

Differentiële versterker

Differentiële versterker



Wat is een differentiële versterker

Alle operationele versterkers (op-amps) zijn differentiële versterkers vanwege hun ingangsconfiguratie. Wanneer het eerste spanningssignaal is aangesloten op de ingangsklem en een ander spanningssignaal is aangesloten op de tegenoverliggende ingangsklem, dan is de resulterende uitgangsspanning evenredig met het verschil tussen de twee ingangsspanningssignalen van V1 en V2. De uitgangsspanning kan worden opgelost door elke i / p-stagiair aan te sluiten op 0v aarde met superpositiestelling


Op-Amp als differentiële versterker

Een op-amp is een verschilversterker met een hoge i / p-impedantie, hoge differentiaalmodusversterking en lage o / p-impedantie. Wanneer de negatieve feedback op dit circuit wordt toegepast, kan een verwachte en stabiele versterking worden opgebouwd. Gewoonlijk bevatten sommige typen verschilversterkers verschillende eenvoudigere verschilversterkers. Zo worden vaak een volledig differentiële versterker, instrumentatieversterkers en een isolatieversterker gebouwd voor verschillende operationele versterkers.



Op-Amp als differentiële versterker

Op-Amp als differentiële versterker

  • Differentiële versterker wordt gebruikt als een serie negatief feedbackcircuit met behulp van een op-amp
  • Gewoonlijk wordt een differentiële versterker gebruikt als een regelcircuit voor volume en automatische versterking
  • Sommige differentiële versterkers kunnen worden gebruikt voor AM ( amplitudemodulatie

Intern zijn hier veel elektronische apparaten die differentiaal gebruiken versterkers ​De ideale verschilversterker o / p wordt gegeven door

Vout = Advertentie (Wijn + -Wijn-)

In de bovenstaande vergelijking is A de differentiële versterking en Vin + en Vin- zijn de i / p-spanningen. In de praktijk is de versterking voor de ingangen niet gelijk. Als de twee i / p-spanningen bijvoorbeeld gelijk zijn, zal de o / p niet nul zijn. Een nauwkeurigere uitdrukking voor een verschilversterker omvat een tweede term.


In de bovenstaande vergelijking is 'Ac' de common mode-versterking van de differentiële versterker. Wanneer deze versterkers vaak worden gebruikt om spanningen voor te stellen of ruis die bij zowel i / ps. Verschijnt, te neutraliseren, is meestal een lage common-mode-versterking gewenst.

De CMRR is niets anders dan de common-mode-weigeringsverhouding, de definitie van de MMR is, het is de verhouding b / n differentiële modusversterking en een common-mode-versterking, specificeert het vermogen van de versterker om spanningen die gemeenschappelijk zijn voor beide i / ps exact te annuleren. . De CMMR wordt gedefinieerd als

4-9-2015 11-06-25 uurIn een ideale differentiaalversterker is Ac nul en (CMRR) oneindig.

Berekening van differentiële versterkeroverdracht

De T / F van de verschilversterker wordt ook wel verschilversterker genoemd en de overdrachtsfunctie van de differentiaalversterkervergelijking wordt hieronder weergegeven

Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3

De bovenstaande formule heeft alleen betrekking op een inactieve operationele versterker die een grote versterking heeft (beschouwd als oneindig) en de i / p-offset klein is (beschouwd als nul). In het volgende circuit zijn de i / p-spanningsniveaus bijvoorbeeld rond een paar volt en is de ingangsoffset van de op-amp millivolt, dan kunnen we het als nul beschouwen door de i / p-offset te verwaarlozen.

Inactieve operationele versterker

Inactieve operationele versterker

De overdrachtsfunctie van de verschilversterker is afgeleid van de superpositiestelling, die stelt dat in een lineaire schakeling het effect van alle bronnen de algebraïsche som is van de effecten van elke bron afzonderlijk. In het bovenstaande circuit, wanneer we V1 verwijderen en kortsluiten, wordt de o / p-spanning berekend. Verwijder op dezelfde manier V2. De o / p-spanning van de verschilversterker is de som van de beide o / p-spanningen.

Op-Amp zonder V1 en R1

Op-Amp zonder V1 en R1

Laten we R1 en V1 in het onderstaande circuit verwijderen. Omdat er in het eerste circuit een stroom doorheen vloeide. Dus aard de weerstand R1. Wanneer we het circuit observeren, wordt het een omvormer. Deze niet-inverterende i / p-klem van het circuit is verbonden met de aardingsklem via weerstanden R1 en R2. Dan is de Vout
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Laten we nu R3 aarden en V2 verwijderen die in het onderstaande circuit wordt weergegeven.

Niet-inverterende versterker

Niet-inverterende versterker

Dit circuit is een niet-inverterende versterker en voor een ideale op-amp is Vout een functie van V, dat wil zeggen de spanning die is verbonden met aarde op de niet-inverterende aansluiting van de op-amp
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
De R1, R2-weerstanden zijn een verzwakker voor V1, dus de V kan worden bepaald zoals in de volgende vergelijking.
V = V1.R2 / R1 + R2

Door vergelijking V in de vergelijking van Vout te vervangen, wordt het
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

Nu hebben we Vout1 en Vout2, volgens de superpositiestelling is Vout de som van Vout1 en Vout2

4-9-2015 11-54-23 uurDe bovenstaande vergelijking is de overdrachtsfunctie van de differentiële versterker.

Differentiële versterker met behulp van Wheatstone Bridge

Het typische Differential Amplifier-circuit wordt nu een differentiële spanningsvergelijker door de ene i / p-spanning met de andere te 'vergelijken'. Hier is bijvoorbeeld een ingang verbonden met een vaste spanningsreferentie die is ingesteld op een poot van de resistieve brug n / w en een andere ingang met een ' Lichtafhankelijke weerstand ”Of“ Thermistor ”. De versterkercircuit wordt gebruikt om lage of hoge temperatuurniveaus of licht te detecteren, aangezien de o / p-spanning een lineaire functie wordt van de veranderingen in het actieve been van de resistieve brug.

Differentiële versterker van Wheatstone Bridge

Differentiële versterker van Wheatstone Bridge

Dit gaat dus allemaal over de differentiële versterker schakelschema en zijn vergelijking. we hopen dat u een beter begrip heeft van hoe u de overdrachtsfunctie van de differentiële functie moet berekenen. verder, twijfels over de toepassingen van differentiële versterker en elektronica projecten ​Geef uw opmerkingen in het commentaargedeelte hieronder. Hier is een vraag voor u: wat is het belangrijkste verschil tussen differentiële modus en common-mode ingangssignalen.