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差分放大器(英语:differential amplifier、difference amplifier,也称:差动放大器、差放),是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器。 展开全文
差分放大器(英语:differential amplifier、difference amplifier,也称:差动放大器、差放),是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器。
信息
别    称
差动放大器
作    用
把两个输入电压的差值加以放大
中文名
差分放大器
外文名
differential amplifier
差分放大器简介
差分放大器(英语:differential amplifier、difference amplifier,也称:差动放大器、差放),是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器。差分放大器是一种常用的电子放大器(也称“功率放大器”,简称“功放”)和发射极耦合逻辑电路(英语:EmitterCoupledLogic, ECL)的输入级。若差放的两个输入为 和 ,则它的输出 为: 其中 是差模(动)增益(differential-mode gain), 是共模增益(common-mode gain)。通常以差模增益和共模增益的比值共模抑制比(common-moderejectionratio, CMRR)衡量差分放大器消除共模信号的能力: 由上式可知,当共模增益 时, 。 越大, 就越低,因此共模抑制比也就越大。因此对于完全对称的差分放大器来说,其,故输出电压可以表示为: 差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广,只要将差放的一个输入端接地,即可得到单端输入的放大器。很多系统在差分放大器的一个输入端输入输入信号,另一个输入端输入反馈信号,从而实现负反馈。常用于电机或者伺服电机控制,以及信号放大。在离散电子学中,实现差分放大器的一个常用手段是差动放大,见于多数运算放大器集成电路中的差分电路。 [1] 
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  • 差分放大器

    2018-03-20 10:09:51
    差分放大器-----放大器分辨率就是放大有用信号的能力比上放大无用信号的能力。要尽可能减小电极阻抗,还要注意配对的两个电极阻抗之间的差不能太大。因为当配对的两组电极阻抗想近时,从两电极处拾取的杂音信号通过...

    差分放大器-----放大器分辨率就是放大有用信号的能力比上放大无用信号的能力。

    要尽可能减小电极阻抗,还要注意配对的两个电极阻抗之间的差不能太大。因为当配对的两组电极阻抗想近时,从两电极处拾取的杂音信号通过差分放大器中会产生互相抵消;而当两处电阻差别较大时候,阻抗较大的电极拾取的杂音信号的电压信号将远大于阻抗小的电极信号,结果这部分杂音就不能完全互相抵消而被放大造成干扰。

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  • 差分放大器也叫差动放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器,有时简称为“差放”。
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    AD620放大器 AD623放大器 仪表放大器 差分放大器 微弱信号放大 原理图和PCB设计

    基本原理

    仪表放大器是差分放大器的一种改良,具有输入缓冲器,不需要输入阻抗匹配,使放大器适用于测量以及电子仪器上。特性包括非常低直流偏移、低漂移、低噪声、非常高的开环增益、非常大的共模抑制比、高输入阻抗。仪表放大器用于需要精确性和稳定性非常高的电路。

    芯片选型

    今天要介绍的是AD620和AD623芯片,一款低成本、高精度仪表放大器,仅需要一个外部电阻来设置增益,增益范围为1至10000(ad623为1000)倍。在管脚上两个芯片是互用的,只是增益的运算公式不一样。AD620的增益G =49.4 kΩ/R G + 1,AD623的增益G =100 kΩ/R G + 1。增益带宽积参数上也是差不多,都在1M以内,基本是用于低频的信号。如需较高增益带宽的仪表放大器可以使用AD8421,但是注意芯片管脚不是兼容的。

    原理图&3D-PCB

    AD620的供电范围是大于AD623的,为了兼容AD623芯片我们设计采用了正负5V的供电。由单电源降压后再转换为负电源。
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    具体讲解

    1、单端模式下,P1跳线端子插上跳线帽,R3的阻值选用0欧,IN-直接接地,信号从IN+输入,一般单端输入可以使用SMA座子或者IN+和GND输入信号。
    2、单端模式下,R6为IN+的偏置调节电位器,也是单端使用时候的调零电阻。R7,R8选取10K是为了限制偏置的过度调节。
    3、差分输入模式下,需要去掉电位器和P1的跳线帽。输入端的电阻R3,R5和C1,C3,C5构成的是一个低通滤波器,模块实际没有焊接电容,用户可以根据自己需求焊接。
    4、单端和差分模式的放大倍率配置,RG等于R2和R1的并联,实际使用中模块默认为焊接R2固定电阻。如需滑变调节可将R2电阻去掉,焊接R1电位器即可。AD620:G=49.4K/RG+1
    AD623:G=100K/RG+1。
    在这里插入图片描述
    5、芯片的REF脚是输出电压基准,由于芯片是正负电源供电,这里将REF脚接GND,输出的就是以0为中心。如需调节输出基准,这里可以接一个可变电压。
    6、D2二极管是输入防反接的,LM317降压芯片有两点注意,一就是D1是LM317的保护二极管,二就是需要C25的滤波电容可以减小纹波,一般取值为0.1uF到1uF。
    7、转负电源使用的是ICL7660电荷泵芯片,能将正压转为负压,但是会有一定的压降。对于供电电压要求不高的场合还是可以使用的。C9为储能电容,一般采用10uF以上的,特别需要注意的是,C13的极性和容值大小,一般采用10uF以上电解电容。
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    以下为原文地址,

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    仅供参考:AD620&623资料

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    全差分放大器和运算放大器相似,但不完全相同。在推导全差分放大器传递公式时,必须考虑输入电压和两个输出电压。可以使用图1中的全差分放大器电路来推导传递公式。公式1是放大器公式,其中a是放大器增益,公式2和3是放大器输入节点公式。

    1f6494e4e880e00acfa0d7e31d9ad884.png图1:如果一个输入接地,该电路将单端信号转换为差分信号。

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    将公式2和3代入公式1,合并各项,假设R1 = R3、R2 = R4,得到公式4:

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    当a远远大于(R1 + R2)时,公式4简化为公式5:

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    若同时使用两个输入,该电路就充当差分输入/差分输出放大器。若使用两个输入中的任何一个(另一个输入接地),该电路就是充当单端输入/差分输出放大器。公式5说明了单端至差分信号转换的简便性:只需连接四个电阻,即可通过调节R2/R1电阻比来获得信号增益。有了全差分放大器,就不需要用两个或三个运放组合来实现单端至差分输出的转换器了。与运算放大器配置相比,它还有其它优点:速度更快,成本更低,所需空间更小,功耗更低。

    利用公式6可以计算共模输出电压VOCM:

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    注意,当R1和R2匹配时,共模输出电压变为零。最好用匹配电阻实现全差分放大器,以消除共模电压。薄膜电阻器是低价位匹配电阻器的最佳选择。随着全差分放大器的普及,越来越容易得到具有不同增益配置的低成本匹配膜电阻器组。

    (原文刊登于ASPENCORE旗下EDN网站:Developing equations for fully differential amplifiers,由Jenny Liao编译。)版权声明:本文为 EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载、摘编等使用!如需公众号授权请联系后台。

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    全差分放大器和运算放大器相似,但不完全相同。在推导全差分放大器传递公式时,必须考虑输入电压和两个输出电压。可以使用图1中的全差分放大器电路来推导传递公式。公式1是放大器公式,其中a是放大器增益,公式2和3是放大器输入节点公式。

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    图1:如果一个输入接地,该电路将单端信号转换为差分信号。

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    将公式2和3代入公式1,合并各项,假设R1 = R3、R2 = R4,得到公式4:

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    当a远远大于(R1 + R2)时,公式4简化为公式5:

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    若同时使用两个输入,该电路就充当差分输入/差分输出放大器。若使用两个输入中的任何一个(另一个输入接地),该电路就是充当单端输入/差分输出放大器。 公式5说明了单端至差分信号转换的简便性:只需连接四个电阻,即可通过调节R2/R1电阻比来获得信号增益。有了全差分放大器,就不需要用两个或三个运放组合来实现单端至差分输出的转换器了。与运算放大器配置相比,它还有其它优点:速度更快,成本更低,所需空间更小,功耗更低。

    利用公式6可以计算共模输出电压VOCM:

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    注意,当R1和R2匹配时,共模输出电压变为零。最好用匹配电阻实现全差分放大器,以消除共模电压。薄膜电阻器是低价位匹配电阻器的最佳选择。随着全差分放大器的普及,越来越容易得到具有不同增益配置的低成本匹配膜电阻器组。

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