Co to jest obwód i równanie wzmacniacza różnicowego

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Jak dotąd używaliśmy tylko jednego z wzmacniaczy operacyjnych i / ps do podłączenia do wzmacniacza. Dwa wejścia wzmacniacza operacyjnego nazywane są zaciskami odwracającymi lub nieodwracającymi. Te zaciski służą do wzmocnienia jednego i / p, a przeciwne wejście jest podłączone do masy. Jesteśmy jednak w stanie łączyć sygnały do ​​każdego z wejść, jednocześnie projektując inną popularną formę obwodu wzmacniacza operacyjnego, który nazywany jest wzmacniaczem różnicowym. Zasadniczo jest używany jako element składowy wzmacniacza operacyjnego, który nazywa się as wzmacniacz operacyjny (op-amp) . Główną funkcją wzmacniacza różnicowego jest wzmacnianie zmian między dwoma napięciami i / p. Ale pokonuje każde napięcie wspólne dla dwóch i / ps. Ten artykuł zawiera przegląd wzmacniacza różnicowego wraz z jego wyrażeniami matematycznymi.

Wzmacniacz różnicowy

Wzmacniacz różnicowy



Co to jest wzmacniacz różnicowy

Wszystkie wzmacniacze operacyjne (wzmacniacze operacyjne) są wzmacniaczami różnicowymi ze względu na ich konfigurację wejściową. Gdy pierwszy sygnał napięciowy jest podłączony do zacisku wejściowego, a drugi sygnał napięciowy jest podłączony do przeciwległego zacisku wejściowego, wówczas wypadkowe napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do różnicy między dwoma wejściowymi sygnałami napięciowymi V1 i V2. Napięcie wyjściowe można rozwiązać, podłączając każdy moduł wewnętrzny i / p do masy 0 V za pomocą twierdzenie o super pozycji .


Wzmacniacz operacyjny jako wzmacniacz różnicowy

Wzmacniacz operacyjny to wzmacniacz różnicowy, który ma wysoką impedancję i / p, duże wzmocnienie w trybie różnicowym i niską impedancję o / p. Po przyłożeniu ujemnego sprzężenia zwrotnego do tego obwodu można zbudować oczekiwane i stabilne wzmocnienie. Zwykle niektóre typy wzmacniaczy różnicowych zawierają różne prostsze wzmacniacze różnicowe. Na przykład, w pełni różnicowy wzmacniacz, wzmacniacze oprzyrządowania i wzmacniacz izolacyjny są często budowane dla różnych wzmacniaczy operacyjnych.



Wzmacniacz operacyjny jako wzmacniacz różnicowy

Wzmacniacz operacyjny jako wzmacniacz różnicowy

  • Wzmacniacz różnicowy jest używany jako szeregowy obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego za pomocą wzmacniacza operacyjnego
  • Zwykle wzmacniacz różnicowy jest używany jako obwód regulacji głośności i automatycznego wzmocnienia
  • Niektóre wzmacniacze różnicowe mogą być używane do AM ( modulacja amplitudy ).

Wewnętrznie tutaj jest wiele urządzeń elektronicznych wykorzystujących mechanizm różnicowy wzmacniacze . Idealny wzmacniacz różnicowy o / p jest określony przez

Vout = Reklama (Wino + -Wino-)

W powyższym równaniu A to wzmocnienie różnicowe, a Vin + i Vin- to napięcia i / p. W praktyce wzmocnienie nie jest równe dla wejść. Na przykład, jeśli dwa napięcia i / p są równe, to o / p nie będzie równe zeru. Dokładniejsze wyrażenie dla wzmacniacza różnicowego zawiera drugi człon.


W powyższym równaniu „Ac” jest wspólnym wzmocnieniem wzmacniacza różnicowego. Gdy te wzmacniacze są często używane do polaryzacji napięć lub eliminacji szumów, które pojawiają się na obu i / ps., Zwykle pożądane jest niskie wzmocnienie w trybie wspólnym.

CMRR to nic innego jak współczynnik tłumienia w trybie wspólnym, definicja MMR jest taka, że ​​jest to stosunek wzmocnienia w trybie różnicowym b / n i wzmocnienie w trybie wspólnym, określa zdolność wzmacniacza do dokładnego usuwania napięć, które są wspólne dla obu i / ps . CMMR jest zdefiniowany jako

4-9-2015 11-06-25 AMW idealnym wzmacniaczu różnicowym Ac wynosi zero, a (CMRR) jest nieskończone.

Obliczanie funkcji przenoszenia wzmacniacza różnicowego

T / F wzmacniacza różnicowego jest również nazywany wzmacniaczem różnicowym, a funkcję przenoszenia równania wzmacniacza różnicowego pokazano poniżej

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

Powyższy wzór odnosi się tylko do bezczynnego wzmacniacza operacyjnego, który ma duże wzmocnienie (uważane za nieskończone), a przesunięcie i / p jest małe (uważane za zero). Na przykład w poniższym obwodzie poziomy napięcia i / p wynoszą około kilku woltów, a przesunięcie wejściowe wzmacniacza operacyjnego wynosi miliwolty, wtedy możemy uznać je za zero, pomijając przesunięcie i / p.

Bezczynny wzmacniacz operacyjny

Bezczynny wzmacniacz operacyjny

Funkcja przenoszenia wzmacniacza różnicowego wywodzi się z twierdzenia o superpozycji, które stwierdza, że ​​w obwodzie liniowym efektem wszystkich źródeł jest suma algebraiczna efektów każdego źródła branych indywidualnie. W powyższym obwodzie, po usunięciu V1 i zwarciu go, zostanie obliczone napięcie o / p. W ten sam sposób usuń V2. Napięcie o / p wzmacniacza różnicowego jest sumą obu napięć o / p.

Wzmacniacz operacyjny bez V1 i R1

Wzmacniacz operacyjny bez V1 i R1

Usuńmy R1 i V1 z poniższego obwodu. Ponieważ w pierwszym obwodzie przepływał przez niego prąd. Więc uziemić rezystor R1. Kiedy obserwujemy obwód, staje się on falownikiem. Ten nieodwracający zacisk i / p obwodu jest podłączony do zacisku uziemienia przez rezystory R1 i R2. Wtedy Vout jest
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Teraz uziemmy R3 i usuńmy V2 pokazane na poniższym obwodzie.

Wzmacniacz nieodwracający

Wzmacniacz nieodwracający

Ten obwód jest wzmacniaczem nieodwracającym, a dla idealnego wzmacniacza operacyjnego Vout jest funkcją V, to znaczy napięcia podłączonego do masy na nieodwracającym zacisku wzmacniacza operacyjnego
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
Rezystory R1, R2 są tłumikiem dla V1, więc V można wyznaczyć jak w poniższym równaniu.
V = V1.R2 / R1 + R2

Zastępując równanie V w równaniu Vout, staje się
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

Teraz mamy Vout1 i Vout2, zgodnie z twierdzeniem o superpozycji Vout jest sumą Vout1 i Vout2

4-9-2015 11-54-23 AMPowyższe równanie jest funkcją przenoszenia wzmacniacza różnicowego.

Wzmacniacz różnicowy wykorzystujący mostek Wheatstone'a

Typowy obwód wzmacniacza różnicowego staje się teraz komparatorem napięcia różnicowego poprzez „porównanie” jednego napięcia i / p z innym. Tutaj, na przykład, jedno wejście jest podłączone do stałego napięcia odniesienia ustawionego na jednej nodze mostka rezystancyjnego n / w, a drugie wejście do „ Rezystor zależny od światła ”Lub„ Termistor ”. Plik obwód wzmacniacza służy do wykrywania niskich lub wysokich poziomów temperatury lub światła, ponieważ napięcie o / p staje się funkcją liniową zmian w aktywnej odnodze mostka rezystancyjnego.

Wzmacniacz różnicowy mostka Wheatstone

Wzmacniacz różnicowy mostka Wheatstone'a

Tak więc to wszystko dotyczy wzmacniacz różnicowy Schemat obwodu i jego równanie Mamy nadzieję, że lepiej rozumiesz, jak obliczyć transmitancję funkcji różniczkowej, a ponadto masz wątpliwości co do zastosowania wzmacniacza różnicowego i projekty elektroniczne . Proszę podać swoje uwagi w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest główna różnica między trybami różnicowymi b / n a sygnałami wejściowymi trybu wspólnego.