Un amplificator diferențial este un amplificator electronic cu două intrări, al cărui semnal de ieșire este egal cu diferența de tensiuni de intrare înmulțită cu o constantă . Este utilizat în cazurile în care este necesară evidențierea unei mici diferențe de tensiune pe fundalul unei componente semnificative în mod comun .
Semnalul de ieșire al unui amplificator diferențial poate fi fie monofazat, fie diferențial. Acest lucru este determinat de proiectarea circuitului etajului de ieșire .
Tranzistoarele cu amplificator diferențial pot fi bipolare , cu efect de câmp sau balistice . Cele mai de înaltă frecvență ( gama THz ) sunt amplificatoarele diferențiale bazate pe o pereche integrată de tranzistoare balistice [1] [2] .
Pentru a preamplifica un semnal diferențial mic în sisteme de înaltă precizie, amplificatorul necesită o precizie ridicată a câștigului și, în multe cazuri, de asemenea, impedanță mare de intrare . Precizia câștigului este de obicei obținută prin aplicarea unui feedback negativ profund în jurul amplificatorului operațional . Cu toate acestea, un amplificator diferențial bazat pe un singur amplificator operațional nu oferă o rezistență mare de intrare de ordinul mai multor mega ohmi , prin urmare, este adesea folosit un ansamblu similar cu cel prezentat în diagramă. Aici, tensiunea diferențială de intrare (V2-V1) este aplicată intrării neinversoare a amplificatorului operațional, care nu este utilizat pentru feedback , iar impedanța inerentă de intrare a amplificatorilor operaționali de precizie este de ordinul a câteva sute. megaohmi. Amplificatoarele diferențiale instrumentale sunt utilizate pentru preluarea precisă a tensiunii de la brațele unei punți electronice și alți senzori cu o impedanță de ieșire scăzută . Industria produce microcircuite similare cu schema de mai sus, cu caracteristici suplimentare pentru setarea câștigului, filtrarea zgomotului și corecția frecvenței .
Un amplificator diferenţial este necesar în cazurile în care informaţia nu este transportată de valoarea absolută a tensiunii la un moment dat (faţă de nivelul solului ), ci de diferenţa de tensiune dintre două puncte. Un exemplu tipic este un senzor de curent rezistiv conectat în serie cu circuitul studiat.
Amplificatoarele diferențiale ar trebui utilizate ori de câte ori există posibilitatea de zgomot în mod comun în semnal. De exemplu, la măsurarea potențialelor electrice luate din anumite puncte ale unui organism viu: la efectuarea unei electrocardiograme, electroencefalografie și metode similare de cercetare. De obicei, este, de asemenea, necesar să se utilizeze linii speciale de transmisie a semnalului, de exemplu, o linie ecranată cu două fire pentru transmiterea unui semnal de la un microfon (utilizată, de exemplu, în linii cu un conector XLR ).
| Amplificatoare cu tranzistori | ||
|---|---|---|
| Tranzistoare bipolare | ||
| FET-uri |
| |
| Etape de tranzistor | ||