Şimdiye kadar, amplifikatöre bağlanmak için op-amp i / ps'den yalnızca birini kullandık. Op-amp'in iki girişi, ters çeviren veya ters çevirmeyen terminal olarak adlandırılır. Bu terminaller, karşı giriş toprağa bağlanarak bir i / p'yi yükseltmek için kullanılır. Bununla birlikte, sinyalleri girişlerin her birine aynı anda, diferansiyel amplifikatör olarak adlandırılan başka bir ortak op-amp devresi tasarlayarak birleştirebiliriz. Temel olarak olarak adlandırılan işlemsel bir amplifikatörün yapı taşı olarak kullanılır. operasyonel amplifikatör (op-amp) . Diferansiyel yükselticinin ana işlevi, iki i / p gerilimi arasındaki değişiklikleri büyütmesidir. Ancak, iki i / ps için ortak olan herhangi bir voltajı yener. Bu makale, matematiksel ifadeleriyle birlikte diferansiyel yükselticiye genel bir bakış sunar.
Diferansiyel Amplifikatör
Diferansiyel Amplifikatör nedir
Tüm operasyonel amplifikatörler (op-amp'ler), giriş konfigürasyonları nedeniyle diferansiyel amplifikatörlerdir. İlk voltaj sinyali giriş terminaline bağlandığında ve diğer voltaj sinyali karşıt giriş terminaline bağlandığında, ortaya çıkan çıkış voltajı, V1 ve V2'nin iki giriş voltaj sinyali arasındaki farkla orantılıdır. Çıkış voltajı, her bir i / p interneti kullanarak 0v toprağa bağlayarak çözülebilir. süper pozisyon teoremi .
Diferansiyel Amplifikatör Olarak Op-Amp
Bir op-amp, yüksek bir i / p empedans, yüksek diferansiyel mod kazancı ve düşük o / p empedansa sahip bir diferansiyel amplifikatördür. Bu devreye negatif geri besleme uygulandığında beklenen ve kararlı kazanç inşa edilebilir. Genellikle, bazı diferansiyel amplifikatör türleri, çeşitli basit diferansiyel amplifikatörleri içerir. Örneğin, çeşitli operasyonel amplifikatörler için tam diferansiyel amplifikatör, enstrümantasyon amplifikatörleri ve bir izolasyon amplifikatörü sıklıkla üretilir.
Diferansiyel Amplifikatör Olarak Op-Amp
- Diferansiyel amplifikatör, bir op-amp kullanılarak bir dizi negatif geri besleme devresi olarak kullanılır.
- Genellikle diferansiyel amplifikatör, hacim ve otomatik kazanç kontrol devresi olarak kullanılır.
- Diferansiyel amplifikatörlerden bazıları AM için kullanılabilir ( genlik modülasyonu ).
Dahili olarak, burada diferansiyel kullanan birçok elektronik cihaz var amplifikatörler . İdeal diferansiyel amplifikatör o / p şu şekilde verilir:
Vout = Reklam (Şarap + -Wine-)
Yukarıdaki denklemde, A diferansiyel kazançtır ve Vin + ve Vin- i / p gerilimleridir. Pratikte kazanç girdiler için eşit değildir. Örneğin, iki i / p voltajı eşitse, o / p sıfır olmayacaktır. Bir diferansiyel amplifikatör için daha doğru bir ifade, ikinci bir terimi içerir.
Yukarıdaki denklemde 'Ac', diferansiyel yükselticinin ortak mod kazancıdır. Bu amplifikatörler, her iki i / ps'de görünen gerilimleri önyargılı hale getirmek veya gürültüyü ortadan kaldırmak için sıklıkla kullanıldığında, genellikle düşük bir ortak mod kazancı istenir.
CMRR, ortak mod reddetme oranından başka bir şey değildir, MMR'nin tanımı, oran b / n diferansiyel mod kazancı ve ortak bir mod kazancıdır, amplifikatörün her iki i / ps için ortak olan voltajları tam olarak iptal etme kapasitesini belirtir. . CMMR şu şekilde tanımlanır:
İdeal bir diferansiyel amplifikatörde, Ac sıfırdır ve (CMRR) sonsuzdur.
Diferansiyel Amplifikatör Transfer Fonksiyonu Hesaplama
Diferansiyel amplifikatörün T / F'si aynı zamanda fark amplifikatörü olarak da adlandırılır ve diferansiyel amplifikatör denkleminin transfer fonksiyonu aşağıda gösterilmiştir.
Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3
Yukarıdaki formül yalnızca büyük bir kazanımı olan (sonsuz olarak kabul edilir) ve i / p ofseti küçük olan (sıfır olarak kabul edilen) boşta bir işlemsel amplifikatör ile ilgilidir. Örneğin, aşağıdaki devrede i / p voltaj seviyeleri birkaç volt civarındadır ve op-amp'in giriş ofseti milivolttur, o zaman i / p ofsetini ihmal ederek onu sıfır olarak kabul edebiliriz.
Boşta Çalışma Amplifikatörü
Diferansiyel yükselticinin transfer fonksiyonu, doğrusal bir devrede tüm kaynakların etkisinin, her bir kaynağın ayrı ayrı alınan etkilerinin cebirsel toplamı olduğunu belirten süperpozisyon teoreminden türetilir. Yukarıdaki devrede V1'i çıkarıp kısa devre yaptığımızda o / p voltajı hesaplanacaktır. Aynı şekilde V2'yi kaldırın. Diferansiyel amplifikatörün o / p voltajı, her iki o / p voltajının toplamıdır.
V1 ve R1 olmadan Op-Amp
Aşağıdaki devrede bulunan R1 ve V1'i kaldıralım. Çünkü ilk devrede içinden bir akım akışı vardı. Öyleyse, R1 direncini topraklayın. Devreyi gözlemlediğimizde, bir invertör haline gelir. Bu devre tersine çevrilemeyen i / p terminali, R1 ve R2 dirençleri aracılığıyla toprak terminaline bağlanır. O zaman Vout
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Şimdi R3'ü topraklayalım ve aşağıdaki devrede gösterilen V2'yi kaldıralım.
Ters Çevirmeyen Amplifikatör
Bu devre, ters çevirmeyen bir amplifikatördür ve ideal bir op-amp için Vout, V'nin bir fonksiyonudur, yani op-amp'in ters çevirmeyen terminalinde toprağa bağlı voltajdır.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2 dirençleri V1 için bir zayıflatıcıdır, bu nedenle V aşağıdaki denklemdeki gibi belirlenebilir.
V = V1.R2 / R1 + R2
Vout denklemindeki V denklemini değiştirerek,
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)
Artık süperpozisyon teoremine göre Vout1 ve Vout2 var, Vout, Vout1 & Vout2'nin toplamıdır
Yukarıdaki denklem, diferansiyel yükselticinin transfer fonksiyonunu tanımlar.
Wheatstone Bridge kullanan Diferansiyel Amplifikatör
Tipik Diferansiyel Amplifikatör devresi artık bir i / p voltajını diğeriyle 'Karşılaştırarak' bir diferansiyel voltaj karşılaştırıcısı haline gelir. Burada, örneğin, bir giriş, dirençli köprünün bir ayağı üzerinde kurulu sabit bir voltaj referansına bağlanır ve başka bir giriş, bir ' Işık Bağımlı Direnç 'Veya' Termistör '. amplifikatör devresi o / p voltajı dirençli köprünün aktif ayağındaki değişikliklerin doğrusal bir fonksiyonu haline geldiğinden, düşük veya yüksek sıcaklık seviyelerini veya ışığı tespit etmek için kullanılır.
Wheatstone Bridge Diferansiyel Amplifikatör
Dolayısıyla, bu tamamen diferansiyel amplifikatör Devre şeması ve denklemi Diferansiyel fonksiyonun transfer fonksiyonunun nasıl hesaplanacağını daha iyi anladığınızı umuyoruz.Ayrıca, diferansiyel amplifikatör uygulamaları ile ilgili şüpheleriniz ve elektronik projeler . Lütfen yorumlarınızı aşağıdaki yorum bölümünde belirtiniz. İşte size bir soru, b / n diferansiyel mod ile ortak mod giriş sinyallerinin temel farkı nedir?
