Diferenciální zesilovač

Diferenciální zesilovač  je elektronický zesilovač se dvěma vstupy, jehož výstupní signál se rovná rozdílu vstupních napětí násobenému konstantou . Používá se v případech, kdy je potřeba zvýraznit malý rozdíl napětí na pozadí významné souosé složky .

Výstupní signál diferenciálního zesilovače může být buď jednofázový nebo diferenciální. To je určeno návrhem obvodu koncového stupně .

Tranzistory diferenciálního zesilovače mohou být bipolární , s efektem pole nebo balistické . Nejvíce vysokofrekvenční ( rozsah THz ) jsou diferenciální zesilovače založené na integrované dvojici balistických tranzistorů [1] [2] .

Přístrojový diferenciální zesilovač

Pro předzesilování malého rozdílového signálu ve vysoce přesných systémech vyžaduje zesilovač vysokou přesnost zesílení a v mnoha případech také vysokou vstupní impedanci . Přesnosti zisku je obvykle dosaženo aplikací hluboké negativní zpětné vazby kolem operačního zesilovače . Diferenciální zesilovač založený na jediném operačním zesilovači však neposkytuje vysoký vstupní odpor v řádu několika mega ohmů , proto se často používá sestava podobná sestavě znázorněné na obrázku. Zde je vstupní diferenciální napětí (V2-V1) aplikováno na neinvertující vstup operačního zesilovače, který se nepoužívá pro zpětnou vazbu , a vlastní vstupní impedance přesných operačních zesilovačů je v řádu několika stovek megaohmy. Přístrojové diferenciální zesilovače se používají pro přesné snímání napětí z ramen elektronického můstku a dalších snímačů s nízkou výstupní impedancí . Průmysl vyrábí mikroobvody podobné výše uvedenému schématu s dalšími funkcemi pro nastavení zisku, filtrování šumu a frekvenční korekci .

Aplikace

Diferenciální zesilovač je nutný v případech, kdy informace není přenášena absolutní hodnotou napětí v určitém bodě (vzhledem k úrovni země ), ale rozdílem napětí mezi dvěma body. Typickým příkladem je odporový proudový snímač zapojený do série se zkoumaným obvodem.

Diferenciální zesilovače by měly být použity vždy, když existuje možnost šumu v součinném režimu v signálu. Například při měření elektrických potenciálů odebraných z určitých bodů živého organismu: při pořizování elektrokardiogramu, elektroencefalografie a podobných výzkumných metod. Obvykle je také nutné použít speciální vedení pro přenos signálu, např. stíněné dvouvodičové vedení pro přenos signálu z mikrofonu (používá se např. u vedení s XLR konektorem ).

• Od 60. let 20. století se diferenciální zesilovač používá v digitálních obvodech s emitorem vázanou logikou (ECL).
• Diferenciální zesilovač se používá u spouštěčů Schmitt spřažených s emitorem .
• Analogové multiplikátory , Gilbertova buňka .

Viz také

• Použití operačních zesilovačů .
• měřicí zesilovač .
• Emitorově vázaná logika (ECL).
• Diferenciální zahrnutí .

Poznámky

1. ↑ CMOS Emerging Technology Workshop 2007. Technologie balistických tranzistorů – další paradigma v designu IC. Martin Margala 1 a Quentin Diduck 2 . 1 University of Massachusetts Lowell. 2 Cornell University http://www.cmoset.com/uploads/12.4.pdf Archivováno 23. září 2020 na Wayback Machine
2. ↑ Radikální „balistický výpočetní“ čip odráží elektrony jako kulečník . University of Rochester. Získáno 1. ledna 2012. Archivováno z originálu 17. srpna 2012. (neurčitý)

Odkazy

• 3.2. Diferenciální zesilovač http://riostat.ru/elektron_sistem/2-7-2.php
• 3.14.1. Diferenciální zesilovače https://web.archive.org/web/20120508065006/http://kurs.ido.tpu.ru/courses/osn_elec/chapter_3/glv_3_page_14.html
• Práce 4.1 Diferenciální zesilovače na bipolárních tranzistorech http://ikit.edu.sfu-kras.ru/drupal/content/rab41  (nepřístupný odkaz)
• 4. DIFERENCIÁLNÍ ZESILOVAČE https://web.archive.org/web/20130328183903/http://fos.ru/radio/8880.html