运算放大器的差分放大电路

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了运算放大器的差分放大电路。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用,有效地稳定静态工作点,以放大差模信号抑制共模信号为显著特征,广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐,特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法,难以理解,因而一直是模拟电子技术中的难点。

差分放大器工作状态
运算放大器的差分放大电路

先看图1电路,是输入信号 IN1 = IN2 的状态。
运算放大器的差分放大电路

(1)因输入端的“ 虚断 ”特性(理想状态下可理解为输入端对地为断路的,即没有任何电流流入运算放大器的输入端),同相输入端为高阻态,其输入电压值仅仅取决于R1、R2分压值,即2.5V * (40K / (10K+40K)) 为2V。同相输入端的2V电压可以看作成为输入端比较基准电压;

(2)因两输入端的“ 虚短 ”特性(可理解为两输入端是短路的,所以两输入端的电压相等),可进而推知其反相输入端,即R3、R4串联分压电路,其运输放大器的反相输入端电压 等于 同相输入端电压 等于2V。这是反馈电压。运算放大器的控制目的是使反馈电压等于基准电压;

(3)由R1=R3,R2=R4条件可知,放大器输出端只有处于“虚地”状态,即输出端为0V,才能满足同相输入端 等于 反相输入端 等于 2V,这可以由此导出差分放大器的一个工作特征。

再看图2电路,是 IN1 < IN2 的状态。
运算放大器的差分放大电路

(1)此时因 IN2 高于 IN1,因为
运算放大器总是有着将同相输入端和反相输入端的电压相等的一个趋势,
或者说对于运算放大器来说:
如果同相输入端的电压高,那么输出便会往正电压方向偏;
如果反相输入端的电压高,那么输出便会往负电压方向偏 。

所以输出端电压往正方向变化,其R3、R4偏置电路中的电流方向如图所示;

(2)由R3、R4的阻值比例可知,R3两端电压降为(2.8V-1.5V) = 1.3V。根据串联分压的原理,则R4两端的压降 为1.3V × 4 = 5.2V;如果这个不理解,也可以另外理解为同一个支路中电流相等,现在已经知道R3的压降是1.3V,则流过R3的电流为1.3 / 10K = 0.13mA,流过R4的电流也等于0.13mA,则根据V = IR可计算出 R4上的压降为 0.13mA * 40K = 5.2V,其输出端电压为2.8V+5.2V=8V。

(4)此时的输入电压差为IN2 - IN1 = 2V,输出电压为8V。显然,该差分放大器的差分电压放大倍数 = R4/R3 = 40K / 10K = 4倍。由此可以推知差分放大器的输出为
(IN2 - IN1)× R4/R3 = OUT
当R1 = R3, R2 = R4,输出放大倍数为 R4 / R3

继续来看图3,是 IN1 > IN2 的状态。
运算放大器的差分放大电路

此时因 IN1电压高于IN2,输出端电压往负方向变化,其R3、R4偏置电路中的电流方向如图所示。同样,依R3、R4的阻值比例可推知,在此输入条件下,输出端电压为-8V,电路依然将输入差分信号放大了4倍。

电路的工作(故障)状态判断:直接测量运放的同相输入端和反相输入端,如果电压相等,则该电路大概率是正常工作的;
  电路的电压放大倍数的测量计算方法:测量输入电压差(R1、R3左端电压差),再测量输出端电压进行比较,计算,即可得出文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-406774.html

到了这里,关于运算放大器的差分放大电路的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 电路设计小实验———音频信号放大器

    提示:记录软件学习过程,写得不好多多包涵 提示:

    2024年02月10日
    浏览(33)
  • 常用的运算放大器电路

    在线仿真网站:http://scratch.trtos.com/circuitjs.html 一、反向比例放大电路 二、同向比例放大电路 三、电压跟随器 四、反向求和运算电路 五、同向求和运算电路 六、加减法运算放大器 七、差分放大器 八、积分运算电路

    2024年02月13日
    浏览(35)
  • 零基础学模拟电路--3.同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器

    基于上一节所讲的虚短和虚断,我们可以搭建出这些电路: ​ 同相放大器,反相放大器,加法器,减法器,积分器,微分器,电压跟随器。 接下来,我会运用虚断和虚断推导几个典型的电路。 其余的电路,希望大家能自己推导一遍 关于微分器和积分器,这里还得补充一个

    2024年02月07日
    浏览(36)
  • 运算放大器和常见运放电路

    运算放大器(Operational Amplifier), 简称运放, 是一种直流耦合, 差模输入, 单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益电压放大器件. 运放能产生一个比输入端电势差大数十万倍的输出电势. 因为刚发明时主要用于加减法等运算电路中, 因而得名运算放大器. 运算放大器有两个输

    2024年02月05日
    浏览(34)
  • Multisim开启高频电路仿真(1)高频小信号放大器

    例子下载链接:  multisim实例-交流小信号晶体管放大器-嵌入式文档类资源-CSDN下载 一、目的 1、掌握小信号调谐放大器的基本工作原理; 2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算; 3、了解高频小信号放大器动态范围的测试方法; 二. 电路设计  1)

    2024年02月08日
    浏览(35)
  • 集成放大器 电路 分析 设计过程中的概念和要点

    集成运放的三大特性:虚短、虚断、    和  虚地 把这几个特性理解明白了, 后面的电路分析就很容易上手。 虚短:UP=UN,两输入端电压相等。 虚断:IP=IN=0,两输入端的输入电流为0。 虚地:UP=UN=0,当信号在反向输入时存在(即信号从负输入端流进,而正输入端接地,为

    2024年02月11日
    浏览(27)
  • 模拟电路单片机硬件比例运算放大器LM358通过PROTUES演示

    LM358是双运算放大器。内部包括两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用。 下面我们用PROTUES演示一下同相比例放大与反相比例放大 这个是同相比例放大,放大倍数为50K/5K+1=7.78/0.71=11 下面我们演示一下反相比例放大 这个是反向

    2024年02月11日
    浏览(32)
  • 同相放大器和反相放大器

    1. 原理图 2. 放大倍数 1. 原理图 2. 放大倍数

    2024年02月12日
    浏览(33)
  • 仪表放大器放大倍数分析

    原文出自微信公众号【小小的电子之路】 仪表放大器是一种非常特殊的精密差分电压放大器,它的主要特点是采用差分输入、具有很高的输入阻抗和共模抑制比,能够有效放大在共模电压干扰下的信号。本文简单分析一下三运放仪表放大器的放大倍数。 一、放大倍数理论分

    2024年02月16日
    浏览(38)
  • 小米wifi信号放大器怎么样?小米wifi放大器好用吗

    小米wIfI信号放大器一发布就以39元的售价吸引了很多米粉,那这款小米WIFI放大器到底怎么样好用吗?那么小米wifi信号放大器怎么样?小米wifi放大器好用吗?先一起来看看吧! 这款小米wifi放大器可以配合小米路由器使用,顾名思义是一款增强路由器信号覆盖面积的工具。 小米

    2024年02月08日
    浏览(35)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包