差分電路的電路構(gòu)型與計(jì)算，不會(huì)就點(diǎn)進(jìn)來(lái)看看

時(shí)間：2024-06-16 16:30:10

關(guān)鍵字：電路差分電路放大電路

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[導(dǎo)讀]在這篇文章中，小編將對(duì)差分電路的電路構(gòu)型與計(jì)算的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)它的了解程度，和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。

在這篇文章中，小編將對(duì)差分電路的電路構(gòu)型與計(jì)算的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)它的了解程度，和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。

一、差分電路

差分電路是具有這樣一種功能的電路。該電路的輸入端是兩個(gè)信號(hào)的輸入，這兩個(gè)信號(hào)的差值，為電路有效輸入信號(hào)，電路的輸出是對(duì)這兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大。設(shè)想這樣一種情景，如果存在干擾信號(hào)，會(huì)對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)產(chǎn)生相同的干擾，通過(guò)二者之差，干擾信號(hào)的有效輸入為零，這就達(dá)到了抗共模干擾的目的。

1）三極管有一個(gè)溫度特性，溫度升高的時(shí)候，集電極電流會(huì)上升，反之下降。

2）如果兩個(gè)三極管的特性十分接近(配對(duì)),，溫度變化的時(shí)候，兩個(gè)管子的集電極電流變化也會(huì)基本相同。

為了消除溫度對(duì)電路的影響，可以設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的電路來(lái)消除。下圖中是沒(méi)有差分的，溫度升高的時(shí)候，電極電流將上升，流過(guò)集電極電阻的電流也升高。這樣一來(lái)，集電極電阻兩端的電壓也會(huì)升高，Vcc不變，從而導(dǎo)致集電極電壓下降，U1下降了。假設(shè)下降了v。

結(jié)果總的輸出為U1-U2-v。U2是接地的等于零.，所以輸出為U1-v。由于受溫度升高的的影響，輸出下降了v，影響到了放大器的性能。

右圖是帶差分的，溫度升高的時(shí)候，同樣U1會(huì)下降，但同時(shí)U2也下降了，假設(shè)U1受溫度影響下降了v1。

U2受溫度影響下降了v2，結(jié)果總的輸出為（U1-v1)-(U2-v2)。

如果可以保證兩個(gè)差分管的性能基本一致(配對(duì)的一個(gè)方面)，那v1和v2應(yīng)該相同，也就是v1=v2。

再看總的輸出（U1-v1)-(U2-v2)=U1-v1-U2+v2=U1-U2+v2-v1，因?yàn)関2=v1，所以輸出為U1-U2。

結(jié)果，由于受溫度影響而產(chǎn)生的電壓變化v1.v2被消除了。差分電路是具有這樣一種功能的電路。該電路的輸入端是兩個(gè)信號(hào)的輸入，這兩個(gè)信號(hào)的差值，為電路有效輸入信號(hào)，電路的輸出是對(duì)這兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大。設(shè)想這樣一種情景，如果存在干擾信號(hào)，會(huì)對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)產(chǎn)生相同的干擾，通過(guò)二者之差，干擾信號(hào)的有效輸入為零，這就達(dá)到了抗共模干擾的目的。

二、差分電路的電路構(gòu)型與計(jì)算

上圖是差分電路。

目標(biāo)處理電壓：是采集處理電壓，比如在系統(tǒng)中像母線電壓的采集處理，還有像交流電壓的采集處理等。差分同相/反相分壓電阻：為了得到適合運(yùn)放處理的電壓，需要將高壓信號(hào)進(jìn)行分壓處理，如圖1中V1與V2兩端的電壓經(jīng)過(guò)分壓處理，最終得到適合運(yùn)放處理的電壓Vin+與Vin-。差分放大電路反饋，對(duì)于運(yùn)算放大電路來(lái)說(shuō)，運(yùn)放工作在線性區(qū)，所以這里一定是負(fù)反饋，沒(méi)有反饋（開(kāi)環(huán)）或者是正反饋，那是比較器電路而不是放大電路，這時(shí)候運(yùn)放工作在飽和區(qū)或稱為非線性工作區(qū)，正因?yàn)轱柡?，輸出才是電源電壓的幅值?

下圖是一種帶正反饋的運(yùn)放電路，這里就不能叫運(yùn)算放大電路了，因?yàn)檫\(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)理想是無(wú)限大，當(dāng)然實(shí)際中不可能無(wú)限大，所以如下結(jié)構(gòu)是遲滯電壓比較器，運(yùn)放工作在非線性區(qū)或飽和區(qū)。

下圖依然是電壓比較器結(jié)構(gòu)，上面已經(jīng)提到，運(yùn)放開(kāi)環(huán)增益很大，不帶負(fù)反饋，工作就如非線性區(qū)，當(dāng)做電壓比較器來(lái)使用。

運(yùn)算放大器，反饋電阻從輸出接到反相端“-”就是負(fù)反饋，當(dāng)然在輸出信號(hào)不超過(guò)電源電壓時(shí)（注：一切信號(hào)的能量來(lái)源是電源，輸出當(dāng)然不可能超過(guò)電源幅值），實(shí)現(xiàn)的功能就是放大信號(hào)的功能，相關(guān)視頻：看懂運(yùn)算放大器原理。接到同相端“+”就是正反饋，電路功能是電壓比較器。

當(dāng)然在實(shí)際當(dāng)中我們并不提倡用運(yùn)放去做電壓比較器，而是選用專用的比較器，如LM339、LM393、LM211等，因?yàn)楸容^器和運(yùn)放在實(shí)際當(dāng)中內(nèi)部器件的工作狀態(tài)還是有區(qū)別的。

比較器接了限流電阻—“R74、R77”，這是因?yàn)楸容^器在幅值切換時(shí)，快速上升或下降沿對(duì)后級(jí)容性負(fù)載進(jìn)行充放電，這個(gè)充放電電流來(lái)自這個(gè)有源器件—比較器，因此加限流電阻目的是防止電流沖擊。

RC濾波：可以酌情調(diào)節(jié)，目的是防止輸出過(guò)沖等信號(hào)失真問(wèn)題，相關(guān)文章推薦：各種濾波電路及原理。差分輸入電壓的計(jì)算

如下圖電路，為了便于計(jì)算，我們給定每個(gè)阻值。

差分電路的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)稱性，R40=R56及R47=R55，差分分壓兩個(gè)支路電阻也是相等的。