運(yùn)放差分放大電路原理

運(yùn)放差分放大電路原理

運(yùn)放是一種非常有用的電子器件，它可以用來(lái)進(jìn)行放大、濾波、求和等各種電路設(shè)計(jì)。其中，差分放大電路是運(yùn)放常見的應(yīng)用之一。本文將從差分放大電路的基本原理、電路組成及應(yīng)用等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

一、基本原理

差分放大電路，顧名思義，就是將兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行差運(yùn)算，然后將差值放大輸出

V1和V2是輸入信號(hào)，通過(guò)R1和R2分壓器網(wǎng)絡(luò)輸入到運(yùn)放的正、負(fù)輸入端。輸出信號(hào)Vout是差分信號(hào)經(jīng)過(guò)放大得到。在這種電路中，運(yùn)放的特性決定了電路的增益大小和輸出偏置電壓的大小等重要特征。

差分放大電路有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、共模信號(hào)抵消

由于差分放大器的輸入是差分的，因此輸入信號(hào)的共模部分不會(huì)被放大器放大。相反，只有信號(hào)差異被放大器放大。這允許差分放大器抵消輸入信號(hào)的噪聲和干擾，提高了電路的信噪比。

2、高增益

差分放大器還具有高增益的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，放大器放大的是差分信號(hào)的電壓差異。由于通常情況下，電壓差異很小，因此放大器放大了輸入信號(hào)的微小差異，從而實(shí)現(xiàn)了高增益的效果。

二、電路組成

差分放大電路由以下幾部分組成：

1、運(yùn)放

在差分放大電路中，運(yùn)放是核心部件，主要負(fù)責(zé)放大電路的差分信號(hào)。樓上已經(jīng)給大家說(shuō)了，運(yùn)放電路的標(biāo)志性特征是其開環(huán)增益極大的特性。而且，一般情況下，差分放大器要選擇高偏置電流的運(yùn)放器。

2、反饋電路

反饋電路可以降低差分放大電路的放大倍數(shù)，避免電路產(chǎn)生大的信號(hào)失真。反饋電路一般分為正反饋和負(fù)反饋。常見的差分放大電路主要采用負(fù)反饋，在輸出端將放大電路的輸出信號(hào)通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋回放大器的輸入端，從而抑制噪聲，減小失真。

3、輸入端

差分放大電路輸入端一般由V+和V-兩個(gè)口組成，其中V+接受正弦波信號(hào)，V-接受負(fù)弦波信號(hào)。借助于交流信號(hào)的差分作用，可以放大通過(guò)不同輸入端進(jìn)入電路的信號(hào)。

4、電路供電

差分放大電路的電路供電可通過(guò)單電源或者雙電源兩種方式來(lái)完成。當(dāng)采用雙電源方式時(shí)，差分放大電路的工作是更加可靠的，因?yàn)樾盘?hào)的動(dòng)態(tài)范圍比較大。

三、應(yīng)用

差分放大電路一般應(yīng)用于模擬電路、功率放大器、電源調(diào)節(jié)器、傳感器放大器、過(guò)壓保護(hù)等領(lǐng)域。其中，在放大電路方面，差分放大電路主要是負(fù)載放大電路、儀表放大電路和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬電路等。

1、負(fù)載放大電路

負(fù)載放大電路是指差分放大電路在負(fù)載控制電路中的應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，差分放大電路相當(dāng)于一個(gè)前置放大器，用于增強(qiáng)輸入信號(hào)，以便交流電信號(hào)可以盡可能小的流向負(fù)載。這種電路主要應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)噪聲水平比較高或電容負(fù)載或者抗鼎電阻比較小的電路。

2、儀表放大電路

差分放大電路還可以應(yīng)用于儀表放大電路。在這種應(yīng)用中，由于儀表放大電路通常需要非常高的精度和靈敏度，因此，差分放大電路可以起到重要的作用，通過(guò)差分放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、電壓等信號(hào)的有效放大，達(dá)到測(cè)量?jī)x器的要求。

3、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬電路

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬電路是指通過(guò)差分放大電路實(shí)現(xiàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于解決諸如圖像識(shí)別、智能控制等問題。這種電路主要是基于差動(dòng)輸入的分析，利用差分放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大和差分信號(hào)檢測(cè)等功能。

四、總結(jié)

差分放大電路是一種非常有用的電路，可以通過(guò)差分放大器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、過(guò)濾、采集等功能，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。本文從差分放大電路的基本原理入手，講述了電路組成及其應(yīng)用等方面，全面闡述了差分放大電路的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。