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不同差分放大器公式

模拟对话 2019-06-26 09:32 次阅读

差分放大器放大其反相和非反相输入端的电压差

到目前为止,我们只使用其中一个运算放大器输入连接到放大器,使用“反相”或“非反相”输入端子放大单个输入信号,另一个输入接地。

但标准运算放大器有两个输入,反相和反相,我们还可以同时将信号连接到这两个输入,产生另一种常见类型的运算放大器电路,称为差分放大器。

基本上,正如我们在第一个教程中看到的那样关于运算放大器,所有运算放大器都是“差分放大器”,因为它们的输入配置。但是通过将一个电压信号连接到一个输入端子而将另一个电压信号连接到另一个输入端子上,所得到的输出电压将与 V 1 的两个输入电压信号之间的“差值”成比例。 和 V 2 。

然后差分放大器放大两个电压之间的差异,使这种类型的操作放大器电路a减法器与求和放大器不同,后者将输入电压相加或相加。这种类型的运算放大器电路通常称为差分放大器配置,如下所示:

差分放大器

通过将每个输入依次连接到0v接地,我们可以使用叠加来求解输出电压 Vout 。然后差分放大器电路的传递函数如下:

电阻, R1 = R2 和 R3 = R4 差分放大器的上述传递函数可简化为以下表达式:

差分放大器公式

如果所有电阻都具有相同的欧姆值,那就是: R1 = R2 = R3 = R4 然后电路将成为单位增益差分放大器,放大器的电压增益将恰好为1或1。然后输出表达式只是 Vout = V 2 -V 1 。

另请注意,如果输入 V1 高于输入 V2 输出电压总和为负,如果 V2 高于 V1 ,则输出电压和将为正。

差分放大器电路是一个非常有用的运算放大器电路,通过添加更多电阻并与输入电阻 R1 和 R3 ,可以使得到的电路“加”或“减去”施加到它们各自输入的电压。最常见的方法之一是将通常称为惠斯通电桥的“电阻电桥”连接到放大器的输入端,如下所示。

惠斯通电桥差动放大器

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标准差分放大器电路现在通过“比较”成为差分电压比较器“一个输入电压到另一个。例如,通过将一个输入连接到设置在电阻桥网络的一个支路上的固定电压参考,将另一个输入连接到“热敏电阻”或“光敏电阻”,放大器电路可用于检测低电平或高电平。当输出电压变为电阻电桥有效支路变化的线性函数时,温度或光的电平如下所示。

光激活差分放大器

这里上面的电路用作一个光激活开关,它将输出继电器转为“ON”或“OFF”,因为检测到的亮度由LDR电阻超过或低于某个预设值。通过 R1 - R2 分压器网络将固定参考电压施加到运算放大器的同相输入端。

V <时的电压值sub> 1 使用反馈电位计设置运算放大器跳变点, VR2 用于设置开关迟滞。这是“ON”的亮度和“OFF”的亮度之间的差异。

差分放大器的第二段由标准的光敏电阻组成,也称为LDR,光阻性传感器改变其电阻值(因此得名)与其电池的光量,因为它们的电阻值是照度的函数。

LDR可以是任何标准类型的硫化镉(cdS)光电导电池,如普通的NORP12,在阳光下的电阻范围在约500Ω之间,在黑暗中的电阻范围在约20kΩ以上。

NORP12光电导的光谱响应与人眼的相似它非常适用于照明控制型应用。光电管电阻与光电平成正比,随着光强度的增加而下降,因此 V2 的电压电平也会在切换点之上或之下变化,这可以通过 VR1的位置来确定。

然后使用电位计 VR1 调节亮度跳闸或设定位置,使用电位器调节开关迟滞, VR2 精密灯 - 可以制作敏感开关。根据应用,运算放大器的输出可以直接切换负载,或者使用晶体管开关来控制继电器或灯本身。

也可以使用这种类型的温度来检测温度。通过用热敏电阻替换光敏电阻来简化电路配置。通过交换 VR1 和 LDR 的位置,该电路可用于检测亮或暗,或使用热敏电阻检测热量或冷量。

此类放大器设计的一个主要限制是其输入阻抗低于其他运算放大器配置,例如,非反相(单端输入)放大器。

每个输入电压源必须通过输入电阻驱动电流,输入电阻的总阻抗小于单独的运算放大器输入。这对于诸如上面的桥接电路的低阻抗源可能是好的,但对于高阻抗源则不太好。

解决此问题的一种方法是在每个输入电阻上添加一个Unity Gain Buffer Amplifier,例如上一个教程中的电压跟随器。这样就为我们提供了一个差分放大器电路,它具有很高的输入阻抗和低输出阻抗,因为它由两个非反相缓冲器和一个差分放大器组成。这就形成了大多数“仪表放大器”的基础。

仪表放大器

仪表放大器(仪表放大器)是非常高增益的差分放大器,它具有高输入阻抗和单端输出。仪表放大器主要用于放大电机控制系统中应变仪,热电偶或电流检测设备的非常小的差分信号。

与标准运算放大器不同,标准运算放大器的闭环增益由外部电阻反馈决定它们的输出端子和一个输入端子之间连接正极或负极,“仪表放大器”有一个内部反馈电阻,当输入信号施加在两个差分输入端 V1 和 V2 。

仪表放大器还具有非常好的共模抑制比,CMRR( V 1 时的零输出 = V 2 )在DC时超过100dB。下面给出了具有高输入阻抗( Zin )的三运放仪表放大器的典型示例:

高输入阻抗仪表放大器

两个非反相放大器构成一个差分输入级,用作缓冲放大器,增益为 1 + 2R2 / R1 用于差分输入信号和共模输入信号的单位增益。由于放大器 A1 和 A2 是闭环负反馈放大器,我们可以预期 Va 的电压等于输入电压 V1 。同样, Vb 处的电压等于 V2 处的值。

由于运算放大器的输入端子没有电流(虚拟)接地),相同的电流必须流过连接在运算放大器输出端的 R2 , R1 和 R2 三个电阻网络。这意味着 R1 上端的电压将等于 V1 ,并且 R1 的下端电压相等至 V2 。

这会在电阻 R1 上产生电压降,该电压降等于输入 V1 之间的电压差。 V2 ,差分输入电压,因为每个放大器的求和点的电压 Va 和 Vb 等于施加于其上的电压正输入。

但是,如果将共模电压施加到放大器输入端,则 R1 两侧的电压将相等,并且没有电流流过此电阻。由于没有电流流过 R1 (因此,通过两个 R2 电阻,放大器 A1 和 A2 将运行作为单位增益跟随器(缓冲器)。由于放大器 A1 和 A2 输出端的输入电压在三个电阻网络上出现差分,因此电路的差分增益可以只需更改 R1 的值即可改变。

差分运算放大器 A3 的电压输出作为减法器,只是区别在它的两个输入之间( V2 - V1 ),它被 A3 的增益放大,可能是1,单位,(假设 R3 = R4 )。然后我们得到仪表放大器电路总电压增益的一般表达式:

仪表放大器方程

在下一个关于运算放大器的教程中,我们将研究输出v的影响当反馈电阻以电容形式的频率相关电抗代替时,电压, Vout 。增加该反馈电容产生称为积分放大器的非线性运算放大器电路。

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MC33761 LDO稳压器 80 mA 1 V 高PSRR 低噪声 带开/关控制

MC7900 线性稳压器 1 A 5 V 负极

固定输出负线性稳压器旨在作为流行的MC7800系列器件的补充。该负电压调节器提供与MC7800器件相同的七电压选项。此外,负系统MC7900系列还提供MECL系统中常用的一个额外电压选项。 这些线性稳压器具有-5.0 V至-24 V的固定输出电压选项,采用限流,热关断和安全区域补偿 - 使其在大多数工作条件下非常坚固。通过充分的散热,它们可以提供超过1.0 A的输出电流。 规格: MC7900AC MC7900B MC7900C 容差 2% 4% 4% 温度范围 0°C至+ 125°C -40°C至+ 125°C 0°C至+ 125° C 包装 D2PAK,TO-220 D2PAK,TO-220 D2PAK,TO -220 特性 无需外部组件 内部热过载保护 内部短路电流限制 输出晶体管安全区域补偿 2%电压T可用油酸(参见订购信息) 无铅包可能有货。 G-Suffix表示无铅铅涂层。 电路图、引脚图和封装图...
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MC7900 线性稳压器 1 A 5 V 负极

LV5686PVC 线性稳压器 3通道 带6个高侧开关

PVC是用于汽车音响系统的多电压调节器。该IC具有3个稳压器,5V输出用于微控制器,9.85V输出用于照明,9V输出用于音频控制,6个高端开关。关于保护电路,它具有过流保护,过压保护和热关断功能。该IC最适用于汽车音响系统。 特性 3系统稳压器: VDD(MCU)照明音频 6个高侧开关 过流保护 BATT。检测:欠压1(
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FDMF2011 高性能100V智能功率级模块

11 电路图、引脚图和封装图
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MC33375 LDO稳压器 300 mA 高PSRR 带开/关控制

5系列是微功率低压差(LDO)线性稳压器,提供各种输出电压以及封装,SOT-223和SOP-8表面贴装封装。这些器件具有极低的静态电流,能够提供高达300mA的输出电流。输出端存在短路,内部热关断电路提供内部电流和热限制保护。 MC33375有一个控制引脚,允许逻辑电平信号关闭或转向 - 关于稳压器输出。 由于低输入至输出电压差和偏置电流规格,这些器件非常适用于电池供电的计算机,消费类和工业设备,其中延长了有用的电池寿命理想。 特性 低静态电流(OFF模式下为0.3 mA; ON模式下为125 mA) I O = 10 mA时输入至输出电压差为25 mV,I O时为260 mV = 300 mA 极其严格的线路和负载调节 稳定,输出电容仅为0.3 2.5 m输出电压3 mF 内部电流和热限制 逻辑电平开/关控制 应用 终端产品 电池供电的消费类产品 HandHeld Instruments 可携式摄像机和相机 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...
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MC33375 LDO稳压器 300 mA 高PSRR 带开/关控制

FAN48617 固定输出同步TinyBoost®稳压器

17 电路图、引脚图和封装图
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NCP1594A 同步DC-DC降压转换器 集成 2.9至5.5 V 4A 开关频率高达2 MHz

4A提供了极大的灵活性,可以进行设计优化。该部件能够优化尺寸与效率之间的权衡和可调节性,以满足各种POL应用。可调功能包括软启动时序,开关频率,输出电压和工作模式(固定CCM模式或DCM / CCM操作)。附加功能包括REFIN输入,允许使用外部参考,可用于DDR终端应用。可通过两个输入选择九个输出电压,或者可通过两个外部电阻在外部调节该部件.NCP1594A具有过流,欠压和热故障保护功能。该部件在-40C至85C之间完全指定。 特性 优势 2.9 V至5.5V的操作 允许从3.3V或5V总线轨操作 可调频率从500 kHz到2 MHz 优化总体规模与效率的权衡 9固定输出电压或外部可调低至0.6V 节省外部电阻和/或提供设计灵活性 欠压,过流和过温保护 保护IC免受故障 可调节软启动 设置受控输出斜坡上升时间 安全启动到prebias输出 防止来自输出电容器的反向电流 外部参考输入 允许更改输出并可用于DDR终止应用程序 逐周期过流 防止过流情况 可调开关频率从500kHz到2MHz 在规模和效率方面优化设计 REFIN输入 允许在...
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LV52117QA 用于LCD面板的双输出DC-DC转换器

7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图
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LP2951_XFCS LDO稳压器 100 mA 带有错误标志输出

_XFCS 电路图、引脚图和封装图
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KA78R LDO稳压器 1 A 5至15V 带固定输出

XC是一款适用于各种电子设备的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流(1A)下,KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能,如峰值电流保护,热关断,过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装(4pin) 过流保护,热关机 过压保护,短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...
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NCV8537 LDO稳压器 500 mA 低压差

7是一款高性能低压差线性稳压器。该器件基于流行的NCV8535,保留了其前代产品的所有最佳功能,包括高精度,出色的稳定性,低噪声性能和反向偏置保护,但现在包含一个电源良好输出信号,可以监控电源系统。 NCV8537完全符合AECQ100和PPAP标准。该器件的工作温度范围为-40℃至125℃,可提供固定或可调输出,采用10引脚3x3 mm DFN封装。 特性 优势 线路和负载高精度输出差异 多种应用的多功能解决方案 工作温度范围:-40C至125C 适用于汽车应用 低噪声(33 Vrms w / 10 nF Cnr和52 Vrms w / out Cnr) 非常受音频和娱乐系统欢迎 电源良好输出可用 自我监控调节器在哪里指定限制。 M最大电压输入16V,输入工作电压范围2.9 V至12 V. 性能稳定 符合AECQ100和PPAP 适用于汽车应用 应用 终端产品 网络系统,DSL /电缆调制解调器 汽车应用音频系统 导航系统 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 远程信息处理 导航系统 电路图、引脚图和封装图...
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NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

8C器件是一款精密微功率稳压器。它具有5.0 V的固定输出电压,可在±2%范围内调节。它适用于所有汽车环境,并包含控制微处理器所需的所有功能。该器件具有低压差和低静态电流。它包括看门狗定时器,可调复位,唤醒和使能功能。该器件还包括安全功能,如热关断和短路保护。它能够处理高达45 V的瞬变。 特性 输出电压选项:5.0 V 输出电压精度:±2% 输出电流高达250 mA 低压差 70μA的低静态电流 低睡眠模式电流小于1.0μA 微功率兼容控制功能: - ENABLE - 看门狗 - 重置 - 唤醒 保护功能: - 热关断 - 电流限制 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 车身和底盘 仪器和集群 发动机控制单元 汽车 电路图、引脚图和封装图...
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NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
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MC78M 线性稳压器 500 mA 5至24 V 高PSRR 正极

0 / MC78M00A正线性稳压器与流行的MC7800系列器件完全相同,只是它的输出电流仅为输出电流的一半。与MC7800器件一样,MC78M00三端稳压器用于本地卡上电压调节。 内部通道晶体管的内部限流,热关断电路和安全区域补偿相结合,使这些线性稳压器在大多数工作条件下都非常坚固。具有足够散热的最大输出电流为500 mA。 规格:
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MC78M 线性稳压器 500 mA 5至24 V 高PSRR 正极

LV5749NV 降压稳压器 开关 1通道

NV是单通道降压型开关稳压器。 特性 与负载无关的软启动电路 ON / OFF功能 集成脉冲脉冲过流保护 电流模式控制 电路图、引脚图和封装图
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NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

9 电路图、引脚图和封装图
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NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM

1同步降压控制器IC旨在为14引脚SOIC中的板载DC-DC应用提供简单的同步降压稳压器。 NCP1581专为跟踪应用而设计,提供轨道输入。 NCP1581采用固定内部400 kHz开关频率工作,允许使用小型外部元件。该器件具有由外部电容设置的可编程软启动,欠压锁定和输出欠压检测,可在检测到输出短路时锁定器件。电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 16:02 318次 阅读