Nii kaugel oleme võimendiga ühendamiseks kasutanud ainult ühte op-amp i / ps-d. Op-amp ’kahte sisendit nimetatakse inverteerivaks või mitteinverteerivaks terminaliks. Neid klemme kasutatakse ühe i / p võimendamiseks, kui vastupidine sisend on ühendatud maapinnaga. Siiski oleme võimelised ühendama signaale igale sisendile samaaegselt, kujundades op-amp-ahela teise levinud vormi, mida nimetatakse diferentsiaalvõimendiks. Põhimõtteliselt kasutatakse seda operatsioonivõimendi ehitusplokina, mida nimetatakse nimeks operatiivvõimendi (op-amp) . Diferentsiaalvõimendi põhiülesanne on see, et see võimendab muutusi kahe i / p pinge vahel. Kuid vallutab mistahes i / ps-le ühise pinge. See artikkel annab ülevaate diferentsiaalvõimendist koos matemaatiliste avaldistega.
Diferentsiaalvõimendi
Mis on diferentsiaalvõimendi
Kõik operatsioonivõimendid (op-amprid) on diferentsiaalvõimendid oma sisendi konfiguratsiooni tõttu. Kui esimene pingesignaal on ühendatud sisendklemmiga ja teine pingesignaal on ühendatud vastupidise sisendklemmiga, on saadud väljundpinge proportsionaalne V1 ja V2 kahe sisendpinge signaali erinevusega. Väljundpinge saab lahendada, ühendades iga i / p intern 0V maandusega superpositsiooniteoreem .
Op-Amp kui diferentsiaalvõimendi
Op-amp on diferentsiaalvõimendi, millel on kõrge i / p impedants, kõrge diferentsiaalrežiimi võimendus ja madal o / p impedants. Kui sellele vooluringile rakendatakse negatiivset tagasisidet, saab luua eeldatava ja stabiilse võimenduse. Tavaliselt sisaldavad mõned diferentsiaalvõimendite tüübid erinevaid lihtsamaid diferentsiaalvõimendeid. Näiteks on erinevate operatsioonivõimendite jaoks sageli ehitatud täisdiferentsiaalvõimendi, instrumentaalvõimendid ja eraldusvõimendi.
Op-Amp kui diferentsiaalvõimendi
- Diferentsiaalvõimendit kasutatakse järjestikuse negatiivse tagasisideahelana, kasutades op-võimendit
- Tavaliselt kasutatakse diferentsiaalvõimendit helitugevuse ja automaatse võimenduse juhtimisahelana
- Mõningaid diferentsiaalvõimendeid saab kasutada AM-i jaoks ( amplituudmodulatsioon ).
Sisemiselt on siin paljud elektroonilised seadmed, mis kasutavad diferentsiaali võimendid . Ideaalse diferentsiaalvõimendi o / p annab
Vout = reklaam (vein + -vein-)
Ülaltoodud võrrandis on A diferentsiaalvõimendus ning Vin + ja Vin- i / p pinged. Praktikas ei ole võimendus sisendite jaoks võrdne. Näiteks kui kaks i / p pinget on võrdsed, siis o / p ei ole null, Diferentsiaalvõimendi täpsem avaldis hõlmab teist mõistet.
Ülaltoodud võrrandis on “Ac” diferentsiaalvõimendi tavaline režiimivõimendus. Kui neid võimendeid kasutatakse sageli mõlema i / ps juures ilmneva pinge kallutamiseks või müra nullimiseks, on tavaliselt soovitatav madal ühise režiimi võimendus.
CMRR pole midagi muud kui tavalise režiimi tagasilükkamise suhe, MMR määratlus on see, et b / n diferentsiaalrežiimi võimenduse ja ühise režiimi võimenduse suhe määrab võimendi võimsuse täpselt tühistada pinged, mis on ühised mõlemale i / ps-le . CMMR on määratletud kui
Ideaalses diferentsiaalvõimendis on Ac null ja (CMRR) on lõpmatu.
Diferentsiaalvõimendi ülekandefunktsiooni arvutamine
Diferentsiaalvõimendi T / F nimetatakse ka erinevusvõimendiks ja diferentsiaalvõimendi võrrandi ülekandefunktsioon on näidatud allpool
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Ülaltoodud valem käsitleb ainult tühikäigul töötavat võimendit, millel on suur võimendus (peetakse lõpmatuks) ja i / p nihe on väike (peetakse nulliks). Näiteks on järgmises vooluringis i / p pingetasemed umbes mõne voltiga ja op-ampri sisendi nihe on millivoltides, siis võime seda pidada nulliks, jättes tähelepanuta i / p nihke.
Tühikäigul töötav võimendi
Diferentsiaalvõimendi ülekandefunktsioon tuletatakse superpositsiooniteoreemost, mis väidab, et lineaarses vooluahelas on kõigi allikate mõju iga allika mõju algebraline summa eraldi. Ülaltoodud vooluahelas, kui eemaldame V1 ja ühendame selle lühise, arvutatakse o / p pinge. Samamoodi eemaldage V2. Diferentsiaalvõimendi o / p pinge on mõlema o / p pinge summa.
Op-Amp ilma V1 ja R1
Võimaldab eemaldada R1 ja V1 allpool olevast vooluringist. Sest esimeses vooluringis oli sellest läbi voolav vool. Niisiis, maandage takisti R1. Kui vaatleme vooluringi, saab sellest inverter. See vooluahela mittepööratav i / p-klemm on ühendatud maandusklemmiga läbi takistite R1 ja R2. Siis on Vout
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Nüüd maandame R3 ja eemaldame V2, mis on näidatud allpool olevas vooluringis.
Mittepööratav võimendi
See vooluahel on mitte inverteeriv võimendi ja ideaalse op-ampri jaoks on Vout funktsioon V-st, see on op-amp-i mitteinverteeriva klemmi maapinnaga ühendatud pinge
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2 takistid on V1 summutaja, nii et V saab määrata järgmises võrrandis.
V = V1.R2 / R1 + R2
Asendades Vout võrrandisse Vout võrrandi V, muutub see siis
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Nüüd on meil Vout1 ja Vout2, vastavalt superpositsiooniteoreemile on Vout Vout1 ja Vout2 summa
Ülaltoodud võrrand identifitseerib diferentsiaalvõimendi ülekandefunktsiooni.
Diferentsiaalvõimendi Wheatstone Bridge abil
Tüüpilisest diferentsiaalvõimendi vooluringist saab nüüd diferentsiaalpinge võrdleja, kui võrrelda ühte i / p pinget teisega. Näiteks on üks sisend ühendatud fikseeritud pinge referentsiga, mis on seatud takistusliku silla ühele jalale n / w, ja teine sisend kas ' Valgusest sõltuv takisti ”Või“ Termistor ”. The võimendi ahel Kasutatakse kas madala või kõrge temperatuuri taseme või valguse tuvastamiseks, kui o / p pingest saab takistusliku silla aktiivse jala muutuste lineaarne funktsioon.
Wheatstone Bridge'i diferentsiaalvõimendi
Seega on see kõik diferentsiaalvõimendi elektriskeem ja selle võrrand. Loodame, et olete paremini mõistnud, kuidas arvutada diferentsiaalfunktsiooni ülekandefunktsiooni. Lisaks on kahtlusi diferentsiaalvõimendi ja elektroonika projektid . Esitage oma kommentaarid allpool olevas kommentaaride jaotises. Siin on teile küsimus, mis on peamine erinevus b / n diferentsiaalrežiimis ja tavalises režiimis sisendsignaalides.
