Så långt borta har vi bara använt en av op-amp i / ps för att ansluta till förstärkaren. Op-förstärkarens två ingångar heter som inverterande eller icke-inverterande terminal. Dessa terminaler används för att förstärka en i / p med motsatt ingång ansluten till jord. Vi kan dock ansluta signaler till var och en av ingångarna samtidigt och designa en annan vanlig form av op-amp-krets som kallas en differentiell förstärkare. Det används i princip som en byggsten för en operationsförstärkare som kallas som operationsförstärkare (op-amp) . Differentialförstärkarens huvudfunktion är att den förstärker ändringarna mellan två i / p-spänningar. Men erövrar alla spänningar som är gemensamma för de två i / ps. Denna artikel ger en översikt över differentialförstärkaren tillsammans med dess matematiska uttryck.
Differentialförstärkare
Vad är en differentiell förstärkare
Alla operationsförstärkare (op-förstärkare) är differentiella förstärkare på grund av deras ingångskonfiguration. När den första spänningssignalen är ansluten till ingångsterminalen och en annan spänningssignal är ansluten till den motsatta ingångsterminalen är den resulterande utgångsspänningen proportionell mot skillnaden mellan de två ingångsspänningssignalerna för V1 och V2. Utgångsspänningen kan lösas genom att ansluta varje i / p-intern till 0v-jord med superpositionssats .
Op-Amp som en differentiell förstärkare
En op-amp är en differentialförstärkare som har hög i / p-impedans, hög differentiell-mode förstärkning och låg o / p-impedans. När den negativa återkopplingen tillämpas på denna krets kan förväntad och stabil förstärkning byggas. Vanligtvis innehåller vissa typer av differentialförstärkare olika enklare differentiella förstärkare. Till exempel byggs ofta en helt differentiell förstärkare, instrumentförstärkare och en isoleringsförstärkare för olika operationsförstärkare.
Op-Amp som en differentiell förstärkare
- Differentialförstärkare används som en serie negativ återkopplingskrets med hjälp av en op-amp
- Vanligtvis används differentiell förstärkare som en volym- och automatisk förstärkningskrets
- Några av differentialförstärkarna kan användas för AM ( amplitudmodulering ).
Internt finns här många elektroniska enheter som använder differentiering förstärkare . Den ideala differentialförstärkaren o / p ges av
Vout = Ad (Vin + -Vin-)
I ovanstående ekvation är A differentialförstärkningen och Vin + och Vin- är i / p-spänningarna. I praktiken är förstärkningen inte lika för ingångarna. Till exempel, om de två i / p-spänningarna är lika, kommer o / p inte att vara noll. Ett mer exakt uttryck för en differentiell förstärkare innefattar en andra term.
I ovanstående ekvation är 'Ac' den gemensamma modförstärkningen hos differentialförstärkaren. När dessa förstärkare ofta används för att förspänna spänningar eller nollställa brus som uppträder vid båda i / ps., Är vanligtvis en låg gemensam lägesförstärkning önskvärd.
CMRR är inget annat än avstötningsförhållande för gemensamt läge, definitionen av MMR är, det är förhållandet b / n differentieringsförstärkning & en gemensam modförstärkning, specificerar förstärkarens kapacitet att exakt avbryta spänningar som är gemensamma för båda i / ps . CMMR definieras som
I en idealisk differentialförstärkare är Ac noll och (CMRR) är oändlig.
Beräkning av överföringsfunktion för differentiell förstärkare
Differentialförstärkarens T / F kallas också som differensförstärkare, och överföringsfunktionen för differentialförstärkarekvationen visas nedan
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Ovanstående formel gäller endast för en tomgångsförstärkare som har en stor förstärkning (betraktas som oändlig) och i / p-förskjutningen är liten (betraktas som noll). Till exempel, i följande krets är i / p-spänningsnivåerna runt några volt och ingångsförskjutningen på förstärkaren är millivolt, då kan vi betrakta det som noll genom att försumma i / p-förskjutningen.
Tomgångsförstärkare
Överföringsfunktionen för differentialförstärkaren härleds från superpositionssatsen, som säger att i en linjär krets är effekten av alla källor den algebraiska summan av effekterna av varje källa taget separat. I ovanstående krets, när vi tar bort V1 och kortsluter den, beräknas o / p-spänningen. Ta bort V2 på samma sätt. Differentialförstärkarens o / p-spänning är summan av båda o / p-spänningarna.
Op-Amp utan V1 och R1
Låt oss ta bort R1 och V1 i kretsen nedan. För i den första kretsen var det ett flöde av ström genom den. Så jorda motståndet R1. När vi observerar kretsen blir den en växelriktare. Denna krets icke-inverterande i / p-terminal är ansluten till jordterminalen via motstånden R1 och R2. Då är Vout
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Låt oss nu slipa R3 och ta bort V2 som visas i kretsen nedan.
Icke-inverterande förstärkare
Denna krets är en icke-inverterande förstärkare, och för en idealisk förstärkare är Vout en funktion av V, det vill säga den spänning som är ansluten till jord vid den icke-inverterande terminalen på op-amp
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2-motstånden är en dämpare för V1, så V kan bestämmas som i följande ekvation.
V = V1.R2 / R1 + R2
Genom att ersätta ekvation V i ekvationen av Vout blir den
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Nu har vi Vout1 och Vout2, enligt superposition satsen Vout är summan av Vout1 & Vout2
Ovanstående ekvation identifierar överföringsfunktionen för differentialförstärkaren.
Differentialförstärkare med Wheatstone Bridge
Den typiska differentialförstärkarkretsen blir nu en differentiell spänningsjämförare genom att 'jämföra' en i / p-spänning till en annan. Här är till exempel en ingång ansluten till en fast spänningsreferens som är inställd på ett ben på den resistiva bron n / w och en annan ingång till antingen en ' Ljusberoende motstånd ”Eller” Thermistor ”. De förstärkarkrets används för att detektera antingen låga eller höga temperaturnivåer eller ljus eftersom o / p-spänningen blir en linjär funktion av förändringarna i den aktiva delen av den resistiva bron.
Wheatstone Bridge Differentialförstärkare
Således handlar det här om differentialförstärkare kretsschema och dess ekvation. Vi hoppas att du har fått en bättre förståelse för hur man beräknar överföringsfunktionen för differentialfunktion. Dessutom är alla tvivel angående tillämpningarna av differentialförstärkare och elektronikprojekt . Ge dina kommentarer i kommentarsektionen nedan. Här är en fråga till dig, vad är den huvudsakliga skillnaden mellan olika lägen och ingångssignaler för vanligt läge.
