Mikä on differentiaalivahvistinpiiri ja yhtälö

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Tähän kaukana olemme käyttäneet vain yhtä op-amp i / ps: stä yhteyden muodostamiseksi vahvistimeen. Op-amp: n kaksi tuloa on nimetty käänteiseksi tai ei-invertoivaksi päätteeksi. Näitä liittimiä käytetään vahvistamaan yksi i / p, kun vastakkainen tulo on kytketty maahan. Pystymme kuitenkin yhdistämään signaalit kuhunkin tuloon samanaikaisesti suunnittelemalla toisen yleisen op-amp-piirin muodon, jota kutsutaan differentiaalivahvistimeksi. Sitä käytetään periaatteessa operatiivisen vahvistimen rakennuspalikkana, jota kutsutaan nimellä operatiivinen vahvistin (op-amp) . Differentiaalivahvistimen päätehtävä on, että se vahvistaa kahden i / p-jännitteen väliset muutokset. Mutta voittaa minkä tahansa kahdelle i / ps: lle yhteisen jännitteen. Tässä artikkelissa annetaan yleiskatsaus differentiaalivahvistimesta matemaattisten lausekkeiden ohella.

Differentiaalivahvistin

Differentiaalivahvistin



Mikä on differentiaalivahvistin

Kaikki operatiiviset vahvistimet (op-vahvistimet) ovat differentiaalivahvistimia tulokokoonpanonsa vuoksi. Kun ensimmäinen jännitesignaali on kytketty tuloliittimeen ja toinen jännitesignaali on kytketty vastakkaiseen tuloliittimeen, tuloksena oleva lähtöjännite ovat verrannollisia kahden tulojännitesignaalin V1 ja V2 väliseen eroon. Lähtöjännite voidaan ratkaista kytkemällä kukin i / p-sisäpuoli 0v-maahan käyttämällä superaseman lause .


Op-Amp differentiaalivahvistimena

Op-vahvistin on differentiaalivahvistin, jolla on korkea i / p-impedanssi, korkea differentiaalimoodivahvistus ja matala o / p-impedanssi. Kun negatiivinen palaute kohdistetaan tähän piiriin, voidaan rakentaa odotettu ja vakaa vahvistus. Yleensä tietyt differentiaalivahvistintyypit käsittävät erilaisia ​​yksinkertaisempia differentiaalivahvistimia. Esimerkiksi täysin differentiaalivahvistin, instrumentointivahvistimet ja eristusvahvistin rakennetaan usein erilaisille operatiivisille vahvistimille.



Op-Amp differentiaalivahvistimena

Op-Amp differentiaalivahvistimena

  • Differentiaalivahvistinta käytetään sarja negatiivisena takaisinkytkentäpiirinä käyttämällä op-vahvistinta
  • Yleensä differentiaalivahvistinta käytetään äänenvoimakkuuden ja automaattisen vahvistuksen säätöpiirinä
  • Joitakin differentiaalivahvistimia voidaan käyttää AM ( amplitudimodulaatio ).

Sisäisesti tässä on monia elektronisia laitteita, jotka käyttävät differentiaalia vahvistimet . Ihanteellinen differentiaalivahvistin o / p saadaan

Vout = mainos (viini + -viini-)

Edellä olevassa yhtälössä A on differentiaalivahvistus ja Vin + ja Vin- ovat i / p-jännitteitä. Käytännössä vahvistus ei ole sama tuloille. Esimerkiksi, jos kaksi i / p-jännitettä ovat samat, o / p ei ole nolla, Tarkempi lauseke differentiaalivahvistimelle käsittää toisen termin.


Edellä olevassa yhtälössä 'Ac' on differentiaalivahvistimen yhteinen moodivahvistus. Kun näitä vahvistimia käytetään usein molempien i / ps: n kohdalla esiintyvien jännitteiden esijännittämiseen tai melun tyhjenemiseen, tavallisesti halutaan pieni yhteisen tilan vahvistus.

CMRR on vain yhteisen tilan hylkäyssuhde, MMR: n määritelmä on, se on suhde b / n differentiaalitilan vahvistus ja yhteisen tilan vahvistus, määrittää vahvistimen kapasiteetin tarkalleen kumoamaan jännitteet, jotka ovat yhteisiä molemmille i / ps: lle . CMMR määritellään

4-9-2015 11-06-25Ihanteellisessa differentiaalivahvistimessa Ac on nolla ja (CMRR) on ääretön.

Differentiaalivahvistimen siirtofunktion laskenta

Differentiaalivahvistimen T / F: tä kutsutaan myös erovahvistimeksi, ja differentiaalivahvistimen yhtälön siirtofunktio on esitetty alla

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

Yllä oleva kaava koskee vain joutokäynnin operatiivista vahvistinta, jolla on suuri vahvistus (pidetään äärettömänä) ja i / p-siirtymä on pieni (pidetään nollana). Esimerkiksi seuraavassa piirissä i / p-jännitetasot ovat noin muutaman voltin ja op-vahvistimen tulonsiirtymä on millivoltia, niin voimme pitää sitä nollana laiminlyömällä i / p-siirtymä.

Käyttämättömän käytön vahvistin

Käyttämättömän käytön vahvistin

Differentiaalivahvistimen siirtofunktio on johdettu superpositiolauseesta, jonka mukaan lineaarisessa piirissä kaikkien lähteiden vaikutus on kunkin lähteen vaikutusten algebrallinen summa erikseen. Kun poistamme V1: n ja oikosuljemme yllä olevassa piirissä, o / p-jännite lasketaan. Poista samalla tavalla V2. Differentiaalivahvistimen o / p-jännite on molempien o / p-jännitteiden summa.

Op-Amp ilman V1 ja R1

Op-Amp ilman V1 ja R1

Poistetaan R1 ja V1 alla olevasta piiristä. Koska ensimmäisessä piirissä oli virran virtaus sen läpi. Joten maadoita vastus R1. Kun tarkkailemme virtapiiriä, siitä tulee invertteri. Tämä piirin ei-kääntyvä i / p-liitin on kytketty maadoitusliittimeen vastusten R1 ja R2 kautta. Sitten Vout on
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Maadoitetaan nyt R3 ja poistetaan V2, joka näkyy alla olevassa piirissä.

Ei käänteinen vahvistin

Ei käänteinen vahvistin

Tämä piiri on ei-invertoiva vahvistin, ja ihanteelliselle op-vahvistimelle Vout on V: n funktio, toisin sanoen jännite, joka on kytketty maahan op-amp: n ei-käänteisessä liittimessä.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2-vastukset ovat vaimennin V1: lle, joten V voidaan määrittää kuten seuraavassa yhtälössä.
V = V1.R2 / R1 + R2

Korvaamalla yhtälö V Voutin yhtälöön se muuttuu
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

Nyt meillä on Vout1 ja Vout2, superpositiolauseen mukaan Vout on Vout1: n ja Vout2: n summa

4-9-2015 11-54-23 AMYllä oleva yhtälö tunnistaa differentiaalivahvistimen siirtofunktion.

Differentiaalivahvistin Wheatstone Bridge -sillalla

Tyypillisestä differentiaalivahvistinpiiristä tulee nyt differentiaalijännitevertailija vertaamalla yhtä i / p-jännitettä toiseen. Tässä esimerkiksi yksi tulo kytketään kiinteän jännitteen referenssiin, joka on asetettu resistiivisen sillan toiselle haaralle n / w, ja toinen tulo joko ' Valosta riippuva vastus Tai termistori. vahvistinpiiri Sitä käytetään havaitsemaan joko matalat tai korkeat lämpötilat tai valo, kun o / p-jännitteestä tulee lineaarinen funktio resistiivisen sillan aktiivisen haaran muutoksista.

Wheatstone Bridge -erovahvistin

Wheatstone Bridge -erovahvistin

Näin ollen kyse on kaikesta differentiaalivahvistin Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen siitä, miten lasketaan differentiaalitoiminnon siirtofunktio. Lisäksi epäilyt differentiaalivahvistimen ja elektroniikkaprojektit . Anna kommenttisi alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on tärkein ero b / n differentiaalitilassa ja yhteismoodin tulosignaaleissa.