Wzmacniacze operacyjne są krótko nazywane wzmacniaczami operacyjnymi i są również nazywane wzmacniaczami różnicowymi. Wzmacniacz operacyjny jest zwykle używany jako wzmacniacz różnicowy w różnych obwodach elektrycznych i elektronicznych. Te wzmacniacze operacyjne mogą być używane do wykonywania operacji filtrowania, kondycjonowania sygnału i operacji matematycznych. Plik komponenty elektryczne i elektroniczne takie jak rezystory i kondensatory są używane na zaciskach wejściowych i / lub wyjściowych wzmacniacza operacyjnego. Tak więc, w wyniku działania wzmacniacza, korzyść z rezystancyjnego sprzężenia zwrotnego lub pojemnościowe konfiguracje sprzężenia zwrotnego są regulowane przez te komponenty. W ten sposób wzmacniacz może wykonywać różne operacje, stąd nazywany jest wzmacniaczem operacyjnym. W artykule omówiono przegląd obwodu wzmacniacza różnicowego i jego działanie
Co to jest wzmacniacz różnicowy
Plik wzmacniacz elektroniczny używany do wzmacniania różnicy między dwoma sygnałami wejściowymi można nazwać wzmacniaczem różnicowym. Ogólnie rzecz biorąc, te wzmacniacze różnicowe składają się z dwóch zacisków, mianowicie zacisku odwracającego i nieodwracającego. Te zaciski odwracające i nieodwracające są oznaczone odpowiednio - i +.
Obwód wzmacniacza różnicowego
Wzmacniacz różnicowy można uznać za obwód analogowy, który składa się z dwóch wejść i jednego wyjścia. Obwód wzmacniacza różnicowego można przedstawić, jak pokazano na poniższym rysunku.
Wzmacniacz różnicowy
Napięcie wyjściowe wzmacniacza różnicowego jest proporcjonalne do różnicy między dwoma napięciami wejściowymi. Można to przedstawić w postaci równania w następujący sposób:
Gdzie A = wzmocnienie wzmacniacza.
Obwód wzmacniacza różnicowego wykorzystujący tranzystory
Wzmacniacz różnicowy obwód za pomocą tranzystorów można zaprojektować tak, jak pokazano na poniższym rysunku, który składa się z dwóch tranzystorów T1 i T2. Te tranzystory i rezystory są połączone zgodnie ze schematem obwodu.
Obwód wykorzystujący tranzystory
W obwodzie wzmacniacza różnicowego znajdują się dwa wejścia I1 i I2 oraz dwa wyjścia V1out i V2out. Wejście I1 jest przykładane do zacisku bazowego tranzystora T1, wejście I2 jest przykładane do zacisku bazowego tranzystora T2. Zaciski emiterowe tranzystora T1 i tranzystora T2 są połączone ze wspólnym rezystorem emiterowym. Zatem dwa sygnały wejściowe I1 i I2 wpłyną na wyjścia V1out i V2out. Obwód wzmacniacza różnicowego składa się z dwóch napięć zasilania Vcc i Vee, ale nie ma zacisku uziemienia. Nawet przy pojedynczym zasilaniu również obwód może działać prawidłowo, zgodnie z przeznaczeniem (podobnie przy zastosowaniu dwóch napięć zasilania). Stąd przeciwne punkty dodatniego napięcia zasilania i ujemnego napięcie zasilające są podłączone do ziemi.
Pracujący
Pracujący wzmacniacz różnicowy można łatwo zrozumieć, podając jedno wejście (powiedzmy na I1, jak pokazano na poniższym rysunku) i które wytwarza sygnał wyjściowy na obu zaciskach wyjściowych.
Wzmacniacz działa
Jeżeli sygnał wejściowy (I1) zostanie doprowadzony do bazy tranzystora T1, to na rezystorze podłączonym do zacisku kolektora T1 pojawi się duży spadek napięcia, który będzie mniej dodatni. Jeżeli do bazy tranzystora T1 nie zostanie doprowadzony żaden sygnał wejściowy (I1), wówczas na rezystorze podłączonym do zacisku kolektora T1 pojawi się niski spadek napięcia, który będzie bardziej dodatni. Zatem możemy powiedzieć, że odwracające wyjście pojawiające się na zacisku kolektora tranzystora T1 jest oparte na sygnale wejściowym I1 dostarczonym na zacisku bazowym T1.
Jeśli T1 jest włączany przez przyłożenie dodatniej wartości I1, wówczas prąd przepływający przez rezystancję emitera wzrasta, gdy prąd emitera i prąd kolektora są prawie równe. Tak więc, jeśli napięcie spadnie na emiterze wzrasta opór , wtedy emiter obu tranzystorów idzie w kierunku dodatnim. Jeśli emiter tranzystora T2 jest dodatni, to podstawa T2 będzie ujemna iw tym stanie przewodnictwo prądu jest mniejsze.
Zatem spadek napięcia na rezystorze podłączonym do końcówki kolektora tranzystora T2 będzie mniejszy. Stąd dla danego dodatniego sygnału wejściowego kolektor T2 pójdzie w dodatnim kierunku. Zatem możemy powiedzieć, że nieodwracające wyjście pojawiające się na końcówce kolektora tranzystora T2 jest oparte na sygnale wejściowym przyłożonym do bazy T1.
Wzmocnienie można sterować różnie, pobierając sygnał wyjściowy między zaciskami kolektora tranzystorów T1 i T2. Z powyższego schematu obwodu, zakładając, że wszystkie charakterystyki tranzystorów T1 i T2 są identyczne i jeśli napięcia bazowe Vb1 są równe Vb2 (napięcie bazowe tranzystora T1 jest równe napięciu bazowemu tranzystora T2), to prądy emiterów obu tranzystorów będą równy (Iem1 = Iem2). Zatem całkowity prąd emitera będzie równy sumie prądów emitera T1 (Iem1) i T2 (Iem2).
W ten sposób prąd emitera może być napędzany jako
Zatem prąd emitera pozostaje stały, niezależny od wartości hfe tranzystorów T1 i T2. Jeśli rezystancje podłączone do zacisków kolektora T1 i T2 są równe, to ich napięcia kolektora są również równe.
Aplikacje
Zastosowania wzmacniaczy różnicowych obejmują następujące.
Jest ich wiele zastosowania wzmacniaczy różnicowych W praktycznych obwodach, aplikacje do wzmacniania sygnałów, sterowanie silnikami i serwomotorami, logika sprzężona z emiterem stopnia wejściowego, przełącznik i tak dalej są powszechnymi zastosowaniami obwodu wzmacniacza różnicowego.
Aby uzyskać więcej informacji na temat obwodów wzmacniaczy i zastosowań wzmacniaczy różnicowych, możesz skontaktować się z nami, publikując swoje zapytania, sugestie, pomysły, komentarze, a także wiedzieć, jak zaprojektować projekty elektroniczne samodzielnie w sekcji komentarzy poniżej.
