מה זה מעגל מגבר דיפרנציאלי ומשוואה

עד כה השתמשנו רק במגבר ה- i / ps המגבר כדי להתחבר למגבר. שתי הכניסות של המגבר-אופ נקראות כטרמינל הפוך או לא-הפוך. מסופים אלה משמשים להגברת i / p אחד כאשר הקלט הנגדי מחובר לקרקע. עם זאת, אנו מסוגלים לחבר יחד אותות לכל אחת מהכניסות במקביל לתכנון צורה נפוצה אחרת של מעגל מגבר-מגבר הנקרא כמגבר דיפרנציאלי. הוא משמש בעצם כאבן בניין של מגבר תפעולי הנקרא בשם מגבר תפעולי (מגבר אופ) . הפונקציה העיקרית של המגבר הדיפרנציאלי היא שהוא מגביר את השינויים בין שני מתח i / p. אבל כובש כל מתח משותף לשני i / ps. מאמר זה נותן סקירה של מגבר דיפרנציאלי יחד עם הביטויים המתמטיים שלו.

מגבר דיפרנציאלי

מהו מגבר דיפרנציאלי

כל המגברים התפעוליים (מגברים אופ) הם מגברים דיפרנציאליים בגלל תצורת הקלט שלהם. כאשר אות המתח הראשון מחובר למסוף הכניסה ואות מתח אחר מחובר למסוף הכניסה הנגדי, אז מתח היציאה המתקבל פרופורציונאלי להפרש בין שני אותות מתח הכניסה של V1 ו- V2. ניתן לפתור את מתח המוצא על ידי חיבור כל מתמחה i / p לקרקע 0 וולט באמצעות משפט עמדת סופר .

אופ-מגבר כמגבר דיפרנציאלי

מגבר אופ הוא מגבר דיפרנציאלי בעל עכבת i / p גבוהה, רווח מצב דיפרנציאלי גבוה ועכבת o / p נמוכה. כאשר מוחל המשוב השלילי על מעגל זה, ניתן לבנות רווח צפוי ויציב. בדרך כלל, סוגים מסוימים של מגבר דיפרנציאלי כוללים מגברים דיפרנציאליים פשוטים יותר. לדוגמה, מגבר דיפרנציאלי לחלוטין, מגברי מכשור ומגבר בידוד בנויים לעתים קרובות עבור מגברים תפעוליים שונים.

אופ-מגבר כמגבר דיפרנציאלי

• מגבר דיפרנציאלי משמש כמעגל משוב שלילי מסדרה באמצעות מגבר אופ
• בדרך כלל, מגבר דיפרנציאלי משמש כמעגל בקרת רווח ונפח אוטומטי
• בחלק מהמגברים הדיפרנציאליים ניתן להשתמש ב- AM ( אפנון משרעת ).

באופן פנימי, הנה מכשירים אלקטרוניים רבים המשתמשים בדיפרנציאל מגברים . מגבר ההפרש האידיאלי o / p ניתן על ידי

Vout = מודעה (יין + -יין)

במשוואה לעיל, A הוא הרווח הדיפרנציאלי ו- Vin + ו- Vin- הם המתח i / p. בפועל, הרווח אינו שווה לתשומות. לדוגמא, אם שני המתחים i / p שווים, אז o / p לא יהיה אפס, ביטוי מדויק יותר עבור מגבר דיפרנציאלי כולל מונח שני.

במשוואה הנ'ל 'Ac' הוא רווח המצב הנפוץ של מגבר הדיפרנציאל. כאשר מגברים אלה משמשים לעיתים קרובות להטיית מתחים או לבטל רעש המופיעים בשני i / ps., בדרך כלל רצוי לקבל רווח נמוך של מצב משותף.

ה- CMRR אינו אלא יחס דחיית מצב משותף, ההגדרה של ה- MMR היא, זהו היחס רווח מצב דיפרנציאלי b / n & רווח מצב משותף, מציין את היכולת של המגבר לבטל בדיוק את המתחים המשותפים לשני i / ps. . ה- CMMR מוגדר כ-

במגבר דיפרנציאלי אידיאלי, Ac הוא אפס ו- (CMRR) הוא אינסופי.

חישוב פונקציית העברת מגבר דיפרנציאלי

T / F של מגבר ההפרש נקרא גם כמגבר הבדל, ופונקציית ההעברה של משוואת המגבר הדיפרנציאלי מוצגת להלן.

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

הנוסחה שלעיל מתייחסת רק למגבר תפעולי סרק שיש לו רווח גדול (נחשב לאינסופי) וקיזוז ה- i / p קטן (נחשב לאפס). לדוגמא, במעגל הבא רמות המתח i / p הן סביב כמה וולט וקיזוז הקלט של המגבר הוא מילי וולט, ואז נוכל להחשיב אותו כאפס על ידי הזנחת קיזוז ה- i / p.

מגבר תפעולי סרק

פונקציית ההעברה של מגבר הדיפרנציאל נגזרת ממשפט הסופרפוזיציה, הקובע כי במעגל לינארי ההשפעה של כל המקורות היא הסכום האלגברי של ההשפעות של כל מקור שנלקח בנפרד. במעגל הנ'ל, כאשר אנו מסירים את V1 וקצרנו אותו, יחושב מתח o / p. באותו אופן הסר את V2. מתח ה- o / p של המגבר הדיפרנציאלי הוא הסכום של שני המתחים של o / p.

אופ-מגבר ללא V1 ו- R1

בואו להסיר את R1 ו- V1 במעגל למטה. מכיוון שבמעגל הראשון הייתה זרם זרם דרכו. אז, הארק את הנגד R1. כאשר אנו צופים במעגל, הוא הופך להיות מהפך. מסוף i / p מעגל זה שאינו הופך מחובר למסוף הקרקע באמצעות נגדים R1 ו- R2. ואז ה- Vout הוא
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
עכשיו בואו לטחון את R3 ולהסיר את V2 שמוצג במעגל למטה.

מגבר לא הפוך

מעגל זה הוא מגבר שאינו הופך, ולמגבר אופטימלי אידיאלי, Vout הוא פונקציה של V, כלומר המתח המחובר לקרקע במסוף הלא-היפוך של המגבר.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
נגדי R1, R2 הם מחליש עבור V1, כך שניתן לקבוע את ה- V כמו במשוואה הבאה.
V = V1.R2 / R1 + R2

על ידי החלפת משוואה V במשוואה של Vout, אז היא הופכת להיות
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

עכשיו יש לנו Vout1 ו- Vout2, על פי משפט הסופרפוזיציה Vout הוא הסכום של Vout1 & Vout2

המשוואה לעיל מזהה את פונקציית ההעברה של מגבר הדיפרנציאל.

מגבר דיפרנציאלי באמצעות גשר וויטסטון

מעגל המגבר הדיפרנציאלי האופייני הופך כעת למשווה מתח דיפרנציאלי על ידי 'השוואת' מתח i / p אחד למשנהו. הנה, למשל, כניסה אחת מחוברת להפניה למתח קבוע שמוגדרת על רגל אחת של גשר ההתנגדות n / w וכניסה נוספת או ' נגן תלוי אור 'או' תרמיסטור '. ה מעגל מגבר משמש לזיהוי רמות טמפרטורה נמוכות או גבוהות או אור מאחר ומתח o / p הופך לתפקוד לינארי של השינויים ברגל הפעילה של גשר ההתנגדות.

מגבר דיפרנציאלי מגשר וויטסטון

לפיכך, זה הכל על מגבר דיפרנציאלי תרשים מעגל ומשוואתו. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר כיצד לחשב את פונקציית ההעברה של פונקציית הדיפרנציאל. יתר על כן, כל ספק בנוגע ליישומים של מגבר דיפרנציאלי ו פרויקטים אלקטרוניים . אנא הוסף את הערותיך בקטע ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מה ההבדל העיקרי בין מצב דיפרנציאלי בין אותות קלט ומצב נפוץ.