차동 증폭기 회로 및 방정식이란?

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지금까지 앰프에 연결하기 위해 연산 증폭기 i / ps 중 하나만 사용했습니다. 연산 증폭기의 두 입력은 반전 또는 비 반전 단자로 명명됩니다. 이 단자는 반대 입력이 접지에 연결된 상태에서 하나의 i / p를 증폭하는 데 사용됩니다. 그러나 차동 증폭기라고하는 또 다른 일반적인 형태의 연산 증폭기 회로를 설계하면서 동시에 각 입력에 신호를 결합하여 연결할 수 있습니다. 기본적으로 연산 증폭기의 빌딩 블록으로 사용됩니다. 연산 증폭기 (op-amp) . 차동 증폭기의 주요 기능은 두 i / p 전압 간의 변화를 증폭하는 것입니다. 그러나 두 i / ps에 공통되는 모든 전압을 정복합니다. 이 기사에서는 수학적 표현과 함께 차동 증폭기에 대한 개요를 제공합니다.

차동 증폭기

차동 증폭기



차동 증폭기는 무엇입니까

모든 연산 증폭기 (op-amp)는 입력 구성으로 인해 차동 증폭기입니다. 첫 번째 전압 신호가 입력 단자에 연결되고 다른 전압 신호가 반대쪽 입력 단자에 연결되면 결과 출력 전압은 V1과 V2의 두 입력 전압 신호 간의 차이에 비례합니다. 출력 전압은 다음을 사용하여 각 i / p 인턴을 0v 접지에 연결하여 해결할 수 있습니다. 슈퍼 위치 정리 .


차동 증폭기로서의 연산 증폭기

연산 증폭기는 높은 i / p 임피던스, 높은 차동 모드 이득 및 낮은 o / p 임피던스를 갖는 차동 증폭기입니다. 이 회로에 네거티브 피드백이 적용되면 예상되고 안정적인 이득이 구축 될 수 있습니다. 일반적으로 일부 유형의 차동 증폭기는 다양하고 단순한 차동 증폭기로 구성됩니다. 예를 들어, 완전 차동 증폭기, 계측 증폭기 및 절연 증폭기는 다양한 연산 증폭기를 위해 자주 제작됩니다.



차동 증폭기로서의 연산 증폭기

차동 증폭기로서의 연산 증폭기

  • 차동 증폭기는 연산 증폭기를 사용하여 직렬 네거티브 피드백 회로로 사용됩니다.
  • 일반적으로 차동 증폭기는 볼륨 및 자동 이득 제어 회로로 사용됩니다.
  • 일부 차동 증폭기는 AM ( 진폭 변조 ).

내부적으로는 차동 장치를 사용하는 많은 전자 장치가 있습니다. 증폭기 . 이상적인 차동 증폭기 o / p는 다음과 같습니다.

Vout = 광고 (와인 +-와인-)

위의 방정식에서 A는 차동 이득이고 Vin + 및 Vin-은 i / p 전압입니다. 실제로 이득은 입력과 동일하지 않습니다. 예를 들어, 두 i / p 전압이 같으면 o / p는 0이 아닙니다. 차동 증폭기에 대한보다 정확한 표현은 두 번째 항을 포함합니다.


위의 방정식에서 'Ac'는 차동 증폭기의 공통 모드 이득입니다. 이러한 증폭기가 두 i / ps에서 나타나는 전압을 바이어스하거나 잡음을 제거하는 데 자주 사용되는 경우 일반적으로 낮은 공통 모드 이득이 바람직합니다.

CMRR은 공통 모드 제거 비율 일 뿐이며 MMR의 정의는 b / n 차동 모드 이득 및 공통 모드 이득 비율이며 두 i / ps에 공통되는 전압을 정확하게 취소하는 증폭기의 용량을 지정합니다. . CMMR은 다음과 같이 정의됩니다.

4-9-2015 11-06-25 오전이상적인 차동 증폭기에서 Ac는 0이고 (CMRR)은 무한합니다.

차동 증폭기 전달 함수 계산

차동 증폭기의 T / F는 차동 증폭기라고도하며 차동 증폭기 방정식의 전달 함수는 다음과 같습니다.

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

위의 공식은 이득이 크고 (무한으로 간주 됨) i / p 오프셋이 작은 (0으로 간주 됨) 유휴 연산 증폭기에만 관련됩니다. 예를 들어, 다음 회로에서 i / p 전압 레벨은 약 몇 볼트이고 연산 증폭기의 입력 오프셋은 밀리 볼트입니다. 그러면 i / p 오프셋을 무시하여 0으로 간주 할 수 있습니다.

유휴 연산 증폭기

유휴 연산 증폭기

차동 증폭기의 전달 함수는 중첩 정리에서 파생되며, 이는 선형 회로에서 모든 소스의 효과가 개별적으로 취해진 각 소스의 효과의 대수적 합이라는 것을 말합니다. 위의 회로에서 V1을 제거하고 단락하면 o / p 전압이 계산됩니다. 같은 방식으로 V2를 제거합니다. 차동 증폭기의 o / p 전압은 두 o / p 전압의 합입니다.

V1 및 R1이없는 연산 증폭기

V1 및 R1이없는 연산 증폭기

아래 회로에서 R1과 V1을 제거하겠습니다. 첫 번째 회로에는 전류가 흐르기 때문입니다. 따라서 저항 R1을 접지하십시오. 회로를 관찰하면 인버터가됩니다. 이 회로 비 반전 i / p 단자는 저항 R1 및 R2를 통해 접지 단자에 연결됩니다. 그런 다음 Vout은
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
이제 R3을 접지하고 아래 회로에 표시된 V2를 제거합니다.

비 반전 증폭기

비 반전 증폭기

이 회로는 비 반전 증폭기이며 이상적인 연산 증폭기의 경우 Vout은 V의 함수입니다. 즉 연산 증폭기의 비 반전 단자에서 접지에 연결된 전압입니다.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
R1, R2 저항은 V1의 감쇠기이므로 V는 다음 방정식에서와 같이 결정될 수 있습니다.
V = V1.R2 / R1 + R2

Vout의 방정식에서 방정식 V를 대입하면 다음과 같습니다.
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

이제 중첩 정리에 따르면 Vout1과 Vout2가 있습니다. Vout은 Vout1과 Vout2의 합입니다.

4-9-2015 11-54-23 AM위의 방정식은 차동 증폭기의 전달 함수입니다.

휘트 스톤 브리지를 사용한 차동 증폭기

일반적인 차동 증폭기 회로는 이제 하나의 i / p 전압을 다른 전압과 '비교'하여 차동 전압 비교기가됩니다. 예를 들어, 한 입력은 저항성 브리지 n / w의 한쪽 레그에 설정된 고정 전압 레퍼런스에 연결되고 다른 입력은 ' 빛 의존 저항기 ”또는“서미스터”. 그만큼 증폭기 회로 O / P 전압이 저항성 브리지의 활성 레그 변화의 선형 함수가되므로 저온 또는 고온 레벨 또는 빛을 감지하는 데 사용됩니다.

휘트 스톤 브리지 차동 증폭기

휘트 스톤 브리지 차동 증폭기

따라서 이것은 차동 증폭기 회로도 및 방정식. 차동 함수의 전달 함수를 계산하는 방법에 대해 더 잘 이해 하셨기를 바랍니다. 또한 차동 증폭기 및 전자 프로젝트 . 아래 댓글란에 댓글을 남겨주세요. 여기에 질문이 있습니다. b / n 차동 모드와 공통 모드 입력 신호의 주요 차이점은 무엇입니까?