Cum funcționează un amplificator diferenţial în electronică?
Hei acolo! În calitate de furnizor de componente electronice, am văzut direct modul în care diferitele componente joacă un rol crucial în diferite circuite electronice. Un astfel de element important al circuitului este amplificatorul diferenţial. În acest blog, voi descrie cum funcționează un amplificator diferențial și de ce este atât de util în electronică.
Ce este un amplificator diferențial?
Un amplificator diferenţial este un tip de amplificator electronic care amplifică diferenţa dintre două semnale de intrare în timp ce respinge orice semnal de mod comun. În termeni mai simpli, se uită la variația dintre două tensiuni de intrare și crește această diferență. Acest lucru este foarte util, deoarece în scenariile din lumea reală, există adesea semnale nedorite care sunt comune ambelor intrări (semnale comune în mod) și nu vrem ca acestea să ne afecteze ieșirea.
Structura și componentele de bază
Circuitul amplificator diferențial de bază constă de obicei din două tranzistoare (fie tranzistoare cu joncțiune bipolară, fie tranzistoare cu efect de câmp) conectate într-o configurație specifică. Să aruncăm o privire la versiunea cu tranzistor cu joncțiune bipolară (BJT) pentru simplitate.
Avem două terminale de intrare, să le numim $V_{in1}$ și $V_{in2}$. Fiecare intrare este conectată la baza unui tranzistor. Emițătorii acestor două tranzistoare sunt conectați împreună și sunt de obicei polarizați de o sursă de curent constant. Colectoarele tranzistoarelor sunt conectate la sursa de alimentare prin rezistențe de sarcină.
Cum funcționează: elementele de bază
Când aplicăm două tensiuni de intrare $V_{in1}$ și $V_{in2}$ la amplificatorul diferențial, tranzistoarele răspund pe baza diferenței dintre aceste tensiuni.
Să presupunem că cele două tensiuni de intrare sunt egale, adică $V_{in1}=V_{in2}$. În acest caz, curenții care curg prin cele două tranzistoare vor fi aceiași. Deoarece colectoarele sunt conectate la rezistențe de sarcină, căderile de tensiune pe aceste rezistențe vor fi, de asemenea, aceleași. Deci, tensiunea de ieșire, care este diferența dintre tensiunile la cei doi colectori, va fi zero. Aceasta este respingerea semnalului de mod comun.
Acum, dacă $V_{in1}$ este mai mare decât $V_{in2}$, tranzistorul conectat la $V_{in1}$ va conduce mai mult curent în comparație cu cel conectat la $V_{in2}$. Acest lucru determină o cădere de tensiune mai mare pe rezistorul de sarcină al primului tranzistor și o cădere de tensiune mai mică pe rezistorul de sarcină al celui de-al doilea tranzistor. Ca rezultat, va exista o tensiune de ieșire diferită de zero, care reprezintă diferența amplificată între $V_{in1}$ și $V_{in2}$.
Rata de respingere a modului comun (CMRR)
Capacitatea unui amplificator diferenţial de a respinge semnalele de mod comun este măsurată prin raportul de respingere a modului comun (CMRR). Este definit ca raportul dintre câștigul diferențial - mod ($A_d$) și câștigul mod comun ($A_{cm}$).
[CMRR = \frac{A_d}{A_{cm}}]
Un CMRR ridicat este de dorit deoarece înseamnă că amplificatorul poate ignora în mod eficient semnalele de mod comun și se poate concentra pe amplificarea semnalului diferențial. De exemplu, într-un amplificator diferenţial de înaltă calitate, CMRR poate fi în intervalul 80 - 100 dB.
Aplicații ale amplificatoarelor diferențiale
Amplificatoarele diferențiale au o gamă largă de aplicații în electronică.
- Amplificatoare de instrumentare: Acestea sunt utilizate în echipamentele de măsurare și testare. Ele trebuie să amplifice semnale diferențiale mici, respingând în același timp zgomotul de mod comun care ar putea fi prezent în mediul de măsurare. De exemplu, într-un circuit cu senzor de temperatură, amplificatorul diferențial poate amplifica diferența mică de tensiune generată de senzor, ignorând în același timp orice zgomot electric care este prezent pe ambele linii de intrare.
- Sisteme audio: Amplificatoarele diferențiale sunt utilizate în preamplificatoarele audio pentru a îmbunătăți raportul semnal-zgomot. Ele pot respinge orice zumzet sau interferență care este comună ambelor canale de intrare.
- Sisteme de comunicații: În sistemele de comunicații, amplificatoarele diferențiale sunt utilizate pentru a amplifica semnalele diferențiale transmise prin cabluri de distanță lungă. Acest lucru ajută la reducerea efectelor interferențelor electromagnetice (EMI) și a diafoniei.
Componentele noastre electronice pentru amplificatoare diferențiale
În calitate de furnizor de componente electronice, oferim o varietate de componente care pot fi utilizate în circuitele amplificatoare diferențiale. De exemplu, avem rezistențe și condensatori de înaltă calitate, care sunt esențiali pentru polarizarea tranzistorilor și setarea câștigului amplificatorului.
Avem, de asemenea, o mare selecție de tranzistori, atât BJT, cât și FET, care pot fi folosite pentru a construi amplificatoare diferențiale. Acești tranzistori au caracteristici de performanță excelente, cum ar fi câștig ridicat și zgomot redus, care sunt cruciale pentru un amplificator diferenţial care funcționează bine.
În plus, oferim câteva condensatoare care pot fi utilizate în circuite aferente. Consultați-neCondensator de motor AC CBB65,CD60 condensator de pornire, șiCondensator de pornire a motorului AC CBB61. Deși acestea sunt în principal pentru aplicații cu motor, ele pot fi utilizate și în unele circuite de alimentare sau de filtrare care fac parte dintr-un sistem mai mare care conține amplificatoare diferențiale.
De ce să ne alegem componentele?
Componentele noastre provin de la producători de încredere și sunt testate temeinic pentru a asigura calitate și performanță înaltă. Înțelegem importanța de a avea componente care funcționează constant în circuitele electronice, în special în aplicații critice, cum ar fi amplificatoarele diferențiale.
De asemenea, oferim prețuri competitive și servicii excelente pentru clienți. Indiferent dacă sunteți un pasionat care construiește un proiect mic sau un inginer profesionist care lucrează la un design la scară largă, suntem aici pentru a vă ajuta să găsiți componentele potrivite nevoilor dumneavoastră.
Să ne conectăm și să discutăm despre achizițiile dvs
Dacă sunteți pe piață pentru componente electronice pentru circuitele dvs. de amplificator diferențial sau orice alte proiecte, nu ezitați să contactați. Suntem mai mult decât bucuroși să discutăm despre cerințele dumneavoastră, să oferim asistență tehnică și să oferim oferte competitive. Indiferent dacă aveți nevoie de o cantitate mică pentru prototipare sau de o comandă de producție la scară largă, vă oferim acoperire.
Referințe
- Horowitz, P., & Hill, W. (1989). Arta electronicii. Cambridge University Press.
- Sedra, AS și Smith, KC (2015). Circuite microelectronice. Oxford University Press.