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什么是差分放大器、減法器?

2021年02月20日 10:17來源:金昌

差分放大器是能把兩個輸入電壓的差值加以放大的電路。能把兩個輸入電壓的差值加以放大的電路,也稱差動放大器。這是一種零點漂移很小的直接耦合放大器,常用于直流放大。 它可以是平衡(術語"平衡"意味著差分)輸入和輸出,也可以是單端(非平衡)輸入和輸出,常用來實現平衡與不平衡電路的相互轉換,是各種集成電路的一種基本單元。

差分放大器也叫差動放大器是一種將兩個輸入端電壓的差以一固定增益放大的電子放大器,有時簡稱為"差放"。差分放大器通常被用作功率放大器(簡稱"功放")和發射極耦合邏輯電路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的輸入級。如果Q1 Q2的特性很相似,則Va,Vb將同樣變化。例如,Va變化+1V,Vb也變化+1V,因為輸出電壓VOUT=Va-Vb=0V,即Va的變化與Vb的變化相互抵消。這就是差動放大器可以作直流信號放大的原因。 若差放的兩個輸入為,則它的輸出Vout為:其Ad是差模增益 (differenTIal-mode gain),Ac什模增益 (common-mode gain)。

差分放大器利用電路參數的對稱性和負反饋作用,有效地穩定靜態工作點,以放大差模信號抑制共模信號為顯著特征,廣泛應用于直接耦合電路和測量電路的輸入級。但是差分放大器結構復雜、分析繁瑣,特別是其對差模輸入和共模輸入信號有不同的分析方法,難以理解,因而一直是模擬電子技術的難點。

差分放大器:按輸入輸出方式分:有雙端輸入雙端輸出、雙端輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出和單端輸入單端輸出四種類型。按共模負反饋的形式分:有典型電路和射極帶恒流源的電路兩種。

差分放大器也叫差動放大器是一種將兩個輸入端電壓的差以一固定增益放大的電子放大器,有時簡稱為差放。差分放大器通常被用作功率放大器(簡稱功放)和發射極耦合邏輯電路 (ECL, Emitter Coupled Logic) 的輸入級。如果Q1 Q2的特性很相似,則Va,Vb將同樣變化。例如,Va變化+1V,Vb也變化+1V,因為輸出電壓VOUT=Va-Vb=0V,即Va的變化與Vb的變化相互抵消。這就是差動放大器可以作直流信號放大的原因。 若差放的兩個輸入為 ,則它的輸出Vout為: 其Ad是差模增益 (differential-mode gain),Ac什模增益 (common-mode gain)。 因此為了提高信/噪比,應提高差動放大倍數,降低共模放大倍數。二者之比稱做共模仰制比(CMRR, common-mode rejection ratio)。共模放大倍數AC可用下式求出: Ac=2Rl/2Re 通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比 (CMRR, common-mode rejection ratio) 衡量差分放大器消除共模信號的能力: 由上式可知,當共模增益Ac0時,CMRR。Re越大,Ac就越低,因此共模抑制比也就越大。

雖然運放電路為典型的雙端輸入、單端輸出的三端器件,但多為單端應用(即一端用于信號輸入,一端接地),由此可以看出任一信號回路的兩端特性,一端接地,一端即信號。就同相放大器而言,信號輸入同相端,反相器必有接地回路;就反相放大器而言,信號從反相輸入端進入,則同相端即為接地端。由接地回路的不同,甚至也可以判斷放大器類型為同相放大器亦或反相放大器。

如果有兩路輸入信號,分別從兩個輸入端同時輸入,即雙端輸入,單端輸出的工作模式,即為差分放大器(亦名減法器)。

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