差動(dòng)放大器由哪些部件組成？分立差動(dòng)放大器增益分析！

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/差動(dòng)放大器" target="_blank">差動(dòng)放大器的有關(guān)報(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對(duì)它具備清晰的認(rèn)識(shí)，主要內(nèi)容如下。

一、差動(dòng)放大器組成

典型電路如圖所示。

圖中輸入信號(hào)可看成由兩部分組成，其中幅度和極性都相同的部分稱為共模信號(hào)，記作uk(包括直流部分UIc和交流部分uic）；幅度相同極性相反的部分稱為差模信號(hào)，記作UId(包括直流部分UId和交流部分uid）。在電路左右側(cè)元器件參數(shù)完全對(duì)稱的情況下，對(duì)應(yīng)于uIc的輸出為零，而對(duì)應(yīng)于UId的輸出將為單管時(shí)的兩倍，體現(xiàn)了有差別才動(dòng)作的特點(diǎn)。實(shí)際上，元器件參數(shù)和外界的影響不能保證完全對(duì)稱，共模輸入也產(chǎn)生一定的輸出。共模信號(hào)作用下的交流分量u0c和uic之比Auc，稱為共模電壓放大倍數(shù)；差模信號(hào)作用下的輸出交流分量u0d與輸入交流分量uid之比記作Aud，稱為差模電壓放大倍數(shù)；Aud與Auc的絕對(duì)值之比稱為共模抑制比（KCME）。一個(gè)優(yōu)質(zhì)差動(dòng)放大器的共模抑制比可達(dá)一百萬(wàn)倍(120dB)以上。

差動(dòng)放大單元對(duì)共模信號(hào)有抑制作用，使溫度變化、電源電壓波動(dòng)以及外界干擾這類共模信號(hào)輸出很小，得到廣泛應(yīng)用。例如集成運(yùn)算放大器的輸入級(jí)以及示波器中垂直、水平放大器的輸出級(jí)等。

二、分立差動(dòng)放大器增益分析

經(jīng)典的四電阻差動(dòng)放大器如圖1所示，但是這種電路的性能可能不像設(shè)計(jì)人員想要的那么好。下面從實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)出發(fā)，討論了與分立電阻相關(guān)的一些缺點(diǎn)，包括增益精度、增益漂移。

圖1. 經(jīng)典分立差動(dòng)放大器

該放大器電路的傳遞函數(shù)為：

若R1 = R3且R2 = R4，則公式1簡(jiǎn)化為：

這種簡(jiǎn)化有助于快速估算預(yù)期信號(hào)，但這些電阻絕不會(huì)完全相等。此外，電阻通常有低精度和高溫度系數(shù)的缺點(diǎn)，這會(huì)給電路帶來重大誤差。

例如，使用良好的運(yùn)算放大器和標(biāo)準(zhǔn)的1%、100ppm/°C增益設(shè)置電阻，初始增益誤差最高可達(dá)2%，溫度漂移可達(dá)200ppm/°C。為解決這個(gè)問題，一種解決方案是使用單片電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)精密增益設(shè)置，但這種結(jié)構(gòu)很龐大且昂貴。除了低精度和顯著的溫度漂移之外，大多數(shù)分立差動(dòng)運(yùn)算放大器電路的CMR也較差，并且輸入電壓范圍小于電源電壓。此外，單片儀表放大器會(huì)有增益漂移，因?yàn)榍爸梅糯笃鞯膬?nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)與接入RG引腳的外部增益設(shè)置電阻不匹配。

解決所有這些問題的最佳辦法是使用帶內(nèi)部增益設(shè)置電阻的差動(dòng)放大器，例如AD8271。通常，這些產(chǎn)品由高精度、低失真運(yùn)算放大器和多個(gè)微調(diào)電阻組成。通過連接這些電阻可以創(chuàng)建各種各樣的放大器電路，包括差動(dòng)、同相和反相配置。芯片上的電阻可以并聯(lián)連接以提供更廣泛的選項(xiàng)。相比于分立設(shè)計(jì)，使用片內(nèi)電阻可為設(shè)計(jì)人員帶來多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

圖2. 增益誤差與溫度的關(guān)系——AD8271與分立解決方案比較

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關(guān)差動(dòng)放大器的內(nèi)容，如果你對(duì)本文內(nèi)容感到滿意，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day！