Kas yra diferencialinio stiprintuvo grandinė ir lygtis

Iki šiol mes naudojome tik vieną iš op-amp i / ps, kad galėtume prisijungti prie stiprintuvo. Du „op-amp“ įėjimai įvardijami kaip invertuojantis arba neinvertuojantis terminalas. Šie gnybtai naudojami sustiprinti vieną i / p, priešingą įėjimą prijungus prie žemės. Tačiau mes galime kartu sujungti signalus su kiekvienu įėjimu tuo pačiu metu suprojektuodami kitą įprastą op-amp grandinės formą, kuri vadinama diferencialiniu stiprintuvu. Iš esmės jis naudojamas kaip operacinio stiprintuvo, kuris vadinamas operacinis stiprintuvas (op-amp) . Pagrindinė diferencialinio stiprintuvo funkcija yra tai, kad jis sustiprina pokyčius tarp dviejų i / p įtampų. Tačiau užkariauja bet kokią įtampą, būdingą abiem i / ps. Šiame straipsnyje pateikiama diferencialinio stiprintuvo apžvalga kartu su matematinėmis išraiškomis.

Diferencialinis stiprintuvas

Kas yra diferencialinis stiprintuvas

Visi operaciniai stiprintuvai (op-amperai) yra diferencialiniai stiprintuvai dėl jų įvesties konfigūracijos. Kai pirmasis įtampos signalas yra prijungtas prie įėjimo gnybto, o kitas įtampos signalas yra prijungtas prie priešingo įėjimo gnybto, tada gaunama išėjimo įtampa yra proporcinga skirtumui tarp dviejų įėjimo įtampos signalų V1 ir V2. Išėjimo įtampa gali būti išspręsta, naudojant kiekvieną i / p stažuotoją prie 0v žemės super pozicijos teorema .

„Op-Amp“ kaip diferencialinis stiprintuvas

Op-amp yra diferencialinis stiprintuvas, turintis didelę i / p impedanciją, didelį diferencinio režimo stiprinimą ir mažą o / p impedansą. Kai šiai grandinei pritaikomas neigiamas grįžtamasis ryšys, galima sukurti tikėtiną ir stabilų pelną. Paprastai kai kurie diferencinių stiprintuvų tipai apima įvairius paprastesnius diferencialinius stiprintuvus. Pavyzdžiui, visiškai diferencijuotas stiprintuvas, instrumentiniai stiprintuvai ir izoliacinis stiprintuvas dažnai yra pastatomi įvairiems operaciniams stiprintuvams.

„Op-Amp“ kaip diferencialinis stiprintuvas

• Diferencialinis stiprintuvas naudojamas kaip nuosekliojo neigiamo grįžtamojo ryšio grandinė, naudojant op-amp
• Paprastai diferencialinis stiprintuvas naudojamas kaip tūrio ir automatinio stiprinimo valdymo grandinė
• Kai kurie diferencialiniai stiprintuvai gali būti naudojami AM ( amplitudės moduliacija ).

Viduje, čia yra daugybė elektroninių prietaisų, naudojančių diferencialą stiprintuvai . Idealų diferencialinį stiprintuvą o / p pateikia

„Vout“ = Skelbimas (Vynas + -Vynas-)

Pirmiau pateiktoje lygtyje A yra diferencinis padidėjimas, o Vin + ir Vin- yra i / p įtampos. Praktiškai įplaukų padidėjimas nėra lygus. Pavyzdžiui, jei abi i / p įtampos yra vienodos, o / p nebus lygus nuliui. Tikslesnė diferencialinio stiprintuvo išraiška apima antrąjį terminą.

Pirmiau pateiktoje lygtyje „Ac“ yra įprastas diferencialinio stiprintuvo režimo padidėjimas. Kai šie stiprintuvai dažnai naudojami šalinant įtampą arba išjungiant triukšmą, atsirandantį esant abiems i / ps, paprastai reikalingas mažas bendro režimo stiprinimas.

CMRR yra ne kas kita, kaip bendro režimo atmetimo santykis, MMR apibrėžimas yra tai, kad santykis b / n diferencinio režimo padidėjimas ir bendro režimo padidėjimas nurodo stiprintuvo pajėgumą tiksliai panaikinti įtampą, kuri yra bendra abiem i / ps . CMMR apibrėžiamas kaip

Idealiame diferencialiniame stiprintuve Ac yra nulis, o (CMRR) yra begalinis.

Diferencinio stiprintuvo perdavimo funkcijos skaičiavimas

Diferencialinio stiprintuvo T / F taip pat vadinamas skirtumo stiprintuvu, o diferencialo stiprintuvo lygties perdavimo funkcija parodyta žemiau

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

Pirmiau pateikta formulė taikoma tik tuščiosios eigos operaciniam stiprintuvui, kurio stiprinimas yra didelis (laikomas begaliniu), o i / p poslinkis yra mažas (laikomas nuliu). Pavyzdžiui, šioje grandinėje i / p įtampos lygiai yra maždaug keli voltai, o op-amp įvesties poslinkis yra milivoltai, tada mes galime jį laikyti nuliu, nepaisydami i / p poslinkio.

Neaktyvusis darbo stiprintuvas

Diferencialinio stiprintuvo perkėlimo funkcija gaunama iš superpozicijos teoremos, kurioje teigiama, kad tiesinėje grandinėje visų šaltinių poveikis yra kiekvieno šaltinio poveikio algebrinė suma, paimta atskirai. Pirmiau pateiktoje grandinėje, kai pašalinsime V1 ir jį trumpai sujungsime, bus apskaičiuota o / p įtampa. Tokiu pačiu būdu pašalinkite V2. Diferencinio stiprintuvo o / p įtampa yra abiejų o / p įtampų suma.

„Op-Amp“ be V1 ir R1

Leidžia pašalinti R1 ir V1 žemiau esančioje grandinėje. Nes pirmoje grandinėje per ją vyko srovės srautas. Taigi, įžeminkite rezistorių R1. Kai stebime grandinę, ji tampa inverteriu. Ši grandinės netrukdanti i / p gnybtas yra sujungtas su įžeminimo gnybtu per rezistorius R1 ir R2. Tada „Vout“ yra
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Dabar įžeminkime R3 ir pašalinkime V2, parodytą žemiau esančioje grandinėje.

Ne invertuojantis stiprintuvas

Ši grandinė yra ne invertuojantis stiprintuvas, o idealiam op-ampui Vout yra V funkcija, tai yra įtampa, prijungta prie žemės ne invertuojančiame op-amp stiprintuve
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2 rezistoriai yra V1 slopintuvas, todėl V galima nustatyti taip, kaip nurodyta šioje lygtyje.
V = V1.R2 / R1 + R2

Vout lygtyje pakeitus V lygtį, tada ji tampa
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

Dabar mes turime „Vout1“ ir „Vout2“, pagal superpozicijos teoremą „Vout“ yra „Vout1“ ir „Vout2“ suma

Pirmiau pateikta lygtis yra diferencialinio stiprintuvo perdavimo funkcija.

Diferencinis stiprintuvas naudojant „Wheatstone Bridge“

Tipiška diferencialinio stiprintuvo grandinė dabar tampa diferencinės įtampos palyginamuoju elementu, lyginant vieną i / p įtampą su kita. Pavyzdžiui, čia vienas įėjimas yra prijungtas prie fiksuotos įtampos atskaitos, nustatytos ant vienos varžinio tilto kojos n / w, o kita įvestis arba „ Nuo šviesos priklausomas rezistorius “Arba„ Termistorius “. The stiprintuvo grandinė yra naudojamas nustatyti žemos arba aukštos temperatūros lygius arba šviesą, nes o / p įtampa tampa linijine varžos tilto aktyviosios kojos pokyčių funkcija.

„Wheatstone Bridge“ diferencialinis stiprintuvas

Taigi, viskas yra apie diferencialinis stiprintuvas schema ir jos lygtis. Tikimės, kad jūs geriau supratote, kaip apskaičiuoti diferencinės funkcijos perdavimo funkciją. Be to, kyla abejonių dėl diferencialinio stiprintuvo ir elektronikos projektai . Pateikite komentarus žemiau esančiame komentarų skyriuje. Štai jums klausimas, koks yra pagrindinis b / n diferencinio režimo ir įprasto režimo įvesties signalų skirtumas.