Diferencialinis stiprintuvas

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką

Diferencialinis stiprintuvasstiprintuvas, sustiprinantis tarp dviejų įėjimų esantį įtampos skirtumą tiksliai žinomą reikiamą skaičių kartų. Tuo jis skiriasi nuo operacinio stiprintuvo, kurio stiprinimo koeficientas skirtingiems prietaisams labai svyruoja ir neretai laikomas tiesiog „be galo dideliu“.

Elektros schemos[taisyti | redaguoti kodą]

Diferencialinio stiprintuvo schema, panaudojant operacinį stiprintuvą[taisyti | redaguoti kodą]

Diferencialinis stiprintuvas gali būti surinktas iš operacinio stiprintuvo ir keleto rezistorių:

Differential amplifier

Tokio stiprintuvo išėjimo įtampa Vout randama pagal formulę

 V_\mathrm{out} = V_2 \left( { \left( R_\mathrm{f} + R_1 \right) R_\mathrm{g} \over \left( R_\mathrm{g} + R_2 \right) R_1} \right) - V_1 \left( {R_\mathrm{f} \over R_1} \right) ,

čia V1 ir V2 – jo įėjimų įtampos.

Sustiprinto skirtumo stiprintuvas[taisyti | redaguoti kodą]

Kada R1 = R2 ir Rf = Rg,

 V_\mathrm{out} = {R_\mathrm{f} \over R_1} \left( V_2 - V_1 \right)

Atimties operacija[taisyti | redaguoti kodą]

Kada R1 = Rf ir R2 = Rg (ir taip pat R1 = R2 = Rf = Rg):

 V_\mathrm{out} =  V_2 - V_1 \,\!

Diferencialinio stiprintuvo schema, panaudojant du tranzistorius[taisyti | redaguoti kodą]

Diferencialinį stiprintuvą taip pat galima surinkti turint du vienodų parametrų tranzistorius. Geram stiprintuvui šios poros parametrai turi būti labai vienodi, neretai šiam tikslui abu tranzistoriai gaminami kartu (viename korpuse).

Difference amplifier.png

Ši schema yra labai apibendrinta. Praktikoje stiprintuvas turi daugiau papildomų jo kokybę pagerinančių detalių. Stiprintuvo išėjimo įtampa:

V_\mathrm{out} = A_\mathrm{d}(V_\mathrm{in}^{+} - V_\mathrm{in}^{-}),

kur Ad yra jo diferencialinis stiprinimo koeficientas. Kadangi abu tranzistoriai vis viena nėra absoliučiai vienodi, stiprintuvas šiek tiek perduoda ir absoliutines įėjimo įtampų reikšmes:

V_\mathrm{out} = A_\mathrm{c}\frac{V_\mathrm{in}^{+} + V_\mathrm{in}^{-}}{2}

Stiprintuvo kokybė įvertinama parametru

\mathrm{CMRR} = \frac{A_\mathrm{d}}{A_\mathrm{c}}

Taikymo sritys[taisyti | redaguoti kodą]

Diferencialiniai stiprintuvai taikomi daugelyje sričių, kur reikalingas neigiamas grįžtamasis ryšys. Tuomet vienas įėjimų naudojamas įėjimo signalui priimti, o antras – grįžtamajam ryšiui sudaryti. Tokia situacija dažna konstruojant įvairių servovariklių elektroninę įrangą. Stiprintuvai taip pat tinka reikalingam signalui nuo triukšmo atskirti, jei triukšmas (tarkim, tinklo kintamosios srovės fonas) patenka į abu įėjimus, o naudingas signalas (tarkim, iš elektrinės gitaros daviklio) – tik į vieną.


Operacinio stiprintuvo taikymas

Comparator symbol.svg

Diferencialinis stiprintuvas  | Integratorius | Diferenciatorius | Analoginis sumatorius | Įtampos stabilizatorius | Superdiodas | Giratorius | Šmito trigeris |