Så langt væk har vi kun brugt en af op-amp i / ps til at oprette forbindelse til forstærkeren. Op-forstærkerens to indgange er navngivet som inverterende eller ikke-inverterende terminal. Disse terminaler bruges til at forstærke en i / p med den modsatte indgang tilsluttet jorden. Vi er dog i stand til sammen at forbinde signaler til hver af indgangene på samme tid ved at designe en anden almindelig form for op-amp kredsløb, der kaldes som en differensforstærker. Det bruges grundlæggende som en byggesten til en operationsforstærker, der kaldes som operationsforstærker (op-amp) . Differentialforstærkerens hovedfunktion er, den forstærker ændringerne mellem to i / p-spændinger. Men erobrer enhver spænding, der er fælles for de to i / ps. Denne artikel giver et overblik over differentialforstærker sammen med dets matematiske udtryk.
Differentialforstærker
Hvad er en differentiel forstærker?
Alle operationelle forstærkere (op-forstærkere) er differentielle forstærkere på grund af deres inputkonfiguration. Når det første spændingssignal er forbundet til indgangsterminalen, og et andet spændingssignal er forbundet til den modsatte indgangsterminal, er den resulterende udgangsspænding proportional med forskellen mellem de to indgangsspændingssignaler i V1 og V2. Udgangsspændingen kan løses ved at forbinde hver i / p-intern til 0v-jord ved hjælp af superpositionssætning .
Op-Amp som en differentiel forstærker
En op-forstærker er en differentiel forstærker, der har en høj i / p-impedans, en høj differentiel-mode forstærkning og en lav o / p-impedans. Når den negative feedback anvendes på dette kredsløb, kan forventet og stabil forstærkning bygges. Normalt omfatter nogle typer differensforstærker forskellige enklere differentiale forstærkere. For eksempel er en fuldt differentieret forstærker, instrumentationsforstærkere og en isolationsforstærker ofte bygget til forskellige driftsforstærkere.
Op-Amp som en differentiel forstærker
- Differentialforstærker bruges som en serie negativ feedback kredsløb ved hjælp af en op-amp
- Normalt anvendes differentialforstærker som et volumen- og automatisk forstærkningskredsløb
- Nogle af differentialforstærkere kan bruges til AM ( amplitudemodulation ).
Internt er her mange elektroniske enheder, der bruger differentiering forstærkere . Den ideelle differensforstærker o / p er givet af
Vout = Annonce (Vin + -Vin-)
I ovenstående ligning er A den differentielle forstærkning, og Vin + og Vin- er i / p-spændingerne. I praksis er gevinsten ikke lig for input. For eksempel, hvis de to i / p-spændinger er ens, vil o / p ikke være nul. Et mere nøjagtigt udtryk for en differentiel forstærker omfatter et andet udtryk.
I ovenstående ligning er 'Ac' den fælles mode forstærkning af differentialforstærkeren. Når disse forstærkere ofte bruges til at forspænde spændinger eller nulstille støj, der vises ved begge i / ps., Ønskes normalt en lav common mode-forstærkning.
CMRR er intet andet end common mode-afvisningsforhold, definitionen af MMR er, det er forholdet b / n differential mode gain & a common mode gain, specificerer kapaciteten af forstærkeren til nøjagtigt at annullere spændinger, der er fælles for begge i / ps . CMMR er defineret som
I en ideel differentiel forstærker er Ac nul og (CMRR) er uendelig.
Differential Amplifier Transfer Function Beregning
Differentialforstærkerens T / F kaldes også som differensforstærker, og overførselsfunktionen for differensforstærkerligningen er vist nedenfor
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Ovenstående formel vedrører kun en inaktiv operationsforstærker, der har en stor forstærkning (betragtes som uendelig), og i / p-offset er lille (betragtes som nul). For eksempel, i det følgende kredsløb er i / p spændingsniveauerne omkring et par volt, og indgangsforskydningen på op-amp er millivolt, så kan vi betragte det som nul ved at forsømme i / p-offset.
Tomgangsoperationsforstærker
Differentialforstærkerens overføringsfunktion er afledt af superpositionssætningen, som siger, at i et lineært kredsløb er effekten af alle kilder den algebraiske sum af virkningerne af hver kilde taget individuelt. I ovenstående kredsløb, når vi fjerner V1 og kortslutter det, beregnes o / p-spændingen. Fjern V2 på samme måde. Differentialforstærkerens o / p-spænding er summen af begge o / p-spændingerne.
Op-Amp uden V1 og R1
Lad os fjerne R1 og V1 i nedenstående kredsløb. Fordi i det første kredsløb var der en strøm af strøm gennem det. Så jord modstanden R1. Når vi observerer kredsløbet, bliver det en inverter. Dette kredsløb ikke-inverterende i / p-terminal er forbundet til jordterminalen via modstandene R1 og R2. Så er Vout
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Lad os jorde R3 og fjerne V2 vist i nedenstående kredsløb.
Ikke-inverterende forstærker
Dette kredsløb er en ikke-inverterende forstærker, og for en ideel op-forstærker er Vout en funktion af V, det vil sige den spænding, der er forbundet til jord ved den ikke-inverterende terminal på op-forstærkeren.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1-, R2-modstandene er en dæmper for V1, så V kan bestemmes som i den følgende ligning.
V = V1.R2 / R1 + R2
Ved at erstatte ligning V i ligningen af Vout, bliver den
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Nu har vi Vout1 og Vout2, ifølge superpositionssætningen Vout er summen af Vout1 & Vout2
Ovenstående ligning identificerer overførselsfunktionen for differentieringsforstærkeren.
Differentialforstærker ved hjælp af Wheatstone Bridge
Det typiske differensforstærkerkredsløb bliver nu en differentieret spændingskomparator ved at 'sammenligne' en i / p-spænding med en anden. Her er f.eks. En indgang forbundet til en fast spændingsreference, der er oprettet på det ene ben af den resistive bro n / w og en anden indgang til enten en ' Lysafhængig modstand ”Eller” Thermistor ”. Det forstærker kredsløb bruges til at detektere enten lave eller høje temperaturniveauer eller lys, da o / p-spændingen bliver en lineær funktion af ændringerne i den aktive del af den resistive bro.
Wheatstone Bridge Differentialforstærker
Således handler dette om differentialforstærker kredsløbsdiagram og dets ligning. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af, hvordan du beregner overførselsfunktionen af differentialfunktion. Desuden er enhver tvivl angående anvendelserne af differentialforstærker og elektronikprojekter . Giv dine kommentarer i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er den største forskel b / n differentieret tilstand og common mode indgangssignaler.
