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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”。
  • 其中V1,v2组成了差分放大器,它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当11接12时,构成典型的差分式放大器。调零电位器RP用来调节V1,v2管的静态工作点,使得输入信号Ui=0时,双端输出电压UO=OO。Re为两管...
  • 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 目录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设计基本原理芯片选型原理图&3D-PCB具体讲解模块...

    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。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    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。
    在这里插入图片描述
    以下为原文地址,

    模块原理图-PDF、原理图库、PCB库下载

    仅供参考:AD620&623资料

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  • 长尾式差分放大器原理及电路分析 差分放大器是应用十分广泛,且性能优越的放大器, 其主要特点是: 实现了信号相减的功能:uo Au(ui1-ui2; 电路结构高度对称; 引入了共模负反馈; 因此有很强的抑制共模干扰和零点漂移的...
  • 差分放大器与电桥类比是明白差分放大器原理的最有效方法!
  • RTK差分共享猫目前已发布到1.3.0版本,支持Ntrip(cors账号)、蓝牙、TCP/IP、OTG,Ntrip组网数据源。 腾讯应用宝、华为应用商店、小米应用商店、OPPO应用商店、PP...RTK差分共享猫工作原理如下图所示。 ...

    RTK差分共享猫目前已发布到1.3.0版本,支持Ntrip(cors账号)、蓝牙、TCP/IP、OTG,Ntrip组网数据源。

    腾讯应用宝、华为应用商店、小米应用商店、OPPO应用商店、PP助手、豌豆荚等应用市场均已上线;

    自建基站希望通过RTK差分共享猫转发的朋友,需要加装蓝牙模块,或准备串口转otg转接线,将数据通过基站串口或电台数据口传出,通过蓝牙模块或otg(手机充电口)与手机进行通信,预计成本不会超过100元,已有朋友测试成功。

    RTK差分共享猫工作原理如下图所示。

     

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  • 通常差分放大器在交流小信号的输入条件下,可利用其线性特性实现信号放大。...依据二极管非线性特性的理论分析,构造出由恒流源供电的差分放大器的电路原理图;硬件电路测试结果验证了其波形变换功能。
  • 西电本科的一个关于差分放大器的课程设计,仿真用的是Multisim,仅供参考。 任务与要求 ...1、学生学习差分放大器的基本工作原理; 2、推导并掌握差分放大器的设计公式; 3、在ADS中仿真一款差分放大器
  • 运算放大器工作原理

    万次阅读 多人点赞 2017-07-22 14:38:07
     运算放大器基本上可以算得上是模拟电路的基本需要了解的电路之一,而要想更好用好运放,透彻地了解运算放大器工作原理是无可避免,但是运放攻略太多,那不妨来试试这篇用电路图作为主线的文章来带你领略运算放大器...

    运算放大器工作原理

    作者:何富和时间:2015-03-22来源:电子产品世界
    

      运算放大器基本上可以算得上是模拟电路的基本需要了解的电路之一,而要想更好用好运放,透彻地了解运算放大器工作原理是无可避免,但是运放攻略太多,那不妨来试试这篇用电路图作为主线的文章来带你领略运算放大器的工作原理吧。
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/271351.htm

    1.运算放大器工作原理综述:

      运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。本文收集运放电路的应用电路,希望看完后有所收获。但是在分析各个电路之前,还是先回忆一下两个运放教材里必教的技能,就是“虚短”和“虚断”。
      “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
      “虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。

    2.运算放大器工作原理经典电路图一

    图一
      图一运算放大器的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。

    3.运算放大器工作原理经典电路图二

    这里写图片描述
      图二中Vi与V-虚短,则 Vi = V- ……a 因为虚断,反向输入端没有电流输入输出,通过R1和R2 的电流相等,设此电流为I,由欧姆定律得: I = Vout/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压, 即:Vi = I*R2 ……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。

    4.运算放大器工作原理经典电路图三

    这里写图片描述
      图三中,由虚短知: V- = V+ = 0 ……a 由虚断及基尔霍夫定律知,通过R2与R1的电流之和等于通过R3的电流,故 (V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = (Vout – V-)/R3 ……b 代入a式,b式变为V1/R1 + V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3,则上式变为Vout=V1+V2,这就是传说中的加法器了。

      (编辑者注)质疑:(V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = (V- – Vout)/R3 ……b 图三公式中少了个负号?

    5.运算放大器工作原理经典电路图四

    这里写图片描述
      请看图四。因为虚断,运算放大器同向端没有电流流过,则流过R1和R2的电流相等,同理流过R4和R3的电流也相等。故 (V1 – V+)/R1 = (V+ - V2)/R2 ……a (Vout – V-)/R3 = V-/R4 ……b 由虚短知: V+ = V- ……c 如果R1=R2,R3=R4,则由以上式子可以推导出 V+ = (V1 + V2)/2 V- = Vout/2 故 Vout = V1 + V2 也是一个加法器,呵呵!

    6.运算放大器工作原理经典电路图五

    这里写图片描述
      图五由虚断知,通过R1的电流等于通过R2的电流,同理通过R4的电流等于R3的电流,故有 (V2 – V+)/R1 = V+/R2 ……a (V1 – V-)/R4 = (V- - Vout)/R3 ……b 如果R1=R2, 则V+ = V2/2 ……c 如果R3=R4, 则V- = (Vout + V1)/2 ……d 由虚短知 V+ = V- ……e 所以 Vout=V2-V1 这就是传说中的减法器了。

    7.运算放大器工作原理经典电路图六

    这里写图片描述
      图六电路中,由运算放大器的虚短知,反向输入端的电压与同向端相等,由虚断知,通过R1的电流与通过C1的电流相等。通过R1的电流 i=V1/R1 通过C1的电流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt 所以 Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt 输出电压与输入电压对时间的积分成正比,这就是传说中的积分电路了。若V1为恒定电压U,则上式变换为Vout = -U*t/(R1*C1) t 是时间,则Vout输出电压是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。

    8.运算放大器工作原理经典电路图七

    这里写图片描述
      图七中由虚断知,通过电容C1和电阻R2的电流是相等的,由虚短知,运算放大器同向端与反向端电压是相等的。则: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt 这是一个微分电路。如果V1是一个突然加入的直流电压,则输出Vout对应一个方向与V1相反的脉冲。

    9.运算放大器工作原理经典电路图八

    这里写图片描述
      图八.由虚短知 Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b 由虚断知,运算放大器输入端没有电流流过,则R1、R2、R3可视为串联,通过每一个电阻的电流是相同的,电流I=(Vx-Vy)/R2 ……c 则: Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3) = (Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2 ……d 由虚断知,流过R6与流过R7的电流相等,若R6=R7, 则Vw = Vo2/2 ……e 同理若R4=R5,则Vout – Vu = Vu – Vo1,故Vu = (Vout+Vo1)/2 ……f 由虚短知,Vu = Vw ……g 由efg得 Vout = Vo2 – Vo1 ……h 由dh得 Vout = (Vy –Vx)(R1+R2+R3)/R2 上式中(R1+R2+R3)/R2是定值,此值确定了差值(Vy –Vx)的放大倍数。这个电路就是传说中的差分放大电路了。

    10.运算放大器工作原理经典电路图九

    这里写图片描述
      分析一个大家接触得较多的电路。很多控制器接受来自各种检测仪表的0~20mA或4~20mA电流,电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号,图九就是这样一个典型电路。如图4~20mA电流流过采样100Ω电阻R1,在R1上会产生0.4~2V的电压差。由虚断知,运算放大器输入端没有电流流过,则流过R3和R5的电流相等,流过R2和R4的电流相等。故: (V2-Vy)/R3 = Vy/R5 ……a (V1-Vx)/R2 = (Vx-Vout)/R4 ……b 由虚短知: Vx = Vy ……c 电流从0~20mA变化,则V1 = V2 + (0.4~2) ……d 由cd式代入b式得(V2 + (0.4~2)-Vy)/R2 = (Vy-Vout)/R4 ……e 如果R3=R2,R4=R5,则由e-a得Vout = -(0.4~2)R4/R2 ……f 图九中R4/R2=22k/10k=2.2,则f式Vout = -(0.88~4.4)V,即是说,将4~20mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V电压,此电压可以送ADC去处理。

    11.运算放大器工作原理经典电路图十

    这里写图片描述
      电流可以转换成电压,电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接反馈,而是串联了三极管Q1的发射结,大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路,虚短虚断的规律仍然是符合的!

      由虚断知,运算放大器输入端没有电流流过,
      则 (Vi – V1)/R2 = (V1 – V4)/R6 ……a
      同理 (V3 – V2)/R5 = V2/R4 ……b
      由虚短知 V1 = V2 ……c
      如果R2=R6,R4=R5,则由abc式得V3-V4=Vi
      上式说明R7两端的电压和输入电压Vi相等,则通过R7的电流I=Vi/R7,如果负载RL<<100KΩ,则通过Rl和通过R7的电流基本相同。

    12.运算放大器工作原理经典电路图十一

    这里写图片描述
      来一个复杂的,呵呵!图十一是一个三线制PT100前置放大电路。PT100传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线,接法如图所示。有2V的电压加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用,静态分析时可不予理会,Z1、Z2、Z3可视为短路,D11、D12、D83及各电容可视为开路。由电阻分压知, V3=2*R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……a 由虚短知,U8B第6、7脚 电压和第5脚电压相等 V4=V3 ……b 由虚断知,U8A第2脚没有电流流过,则流过R18和R19上的电流相等。 (V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……c 由虚断知,U8A第3脚没有电流流过, V1=V7 ……d 在桥电路中R15和Z1、PT100及线电阻串联,PT100与线电阻串联分得的电压通过电阻R17加至U8A的第3脚, V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) …..e 由虚短知,U8A第3脚和第2脚电压相等, V1=V2 ……f 由abcdef得, (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2 化简得 V5=(102.2*V7-100V3)/2.2 即 V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11 ……g 上式输出电压V5是Rx的函数我们再看线电阻的影响。Pt100最下端线电阻上产生的电压降经过中间的线电阻、Z2、R22,加至U8C的第10脚,由虚断知, V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0) ……a (V6-V10)/R25=V10/R26 ……b 由虚短知, V10=V5 ……c 由式abc得 V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] ……h 由式gh组成的方程组知,如果测出V5、V6的值,就可算出Rx及R0,知道Rx,查pt100分度表就知道温度的大小了。

      本文改自:http://forum.eepw.com.cn/thread/196953/1

    13.差分放大器

    这里写图片描述
    根据虚断,可知通过R1和RF的电流相等,同样通过R2和R3的电流也相等,即
    (Vil-V1)/R1=(V1-Vo)/RF a式 (Vi2-V2)/R2=V2/R3 b式
    根据虚短,V1=V2,c式,然后把这abc三个式可解

    Uout=R3/(R2+R3) x (Rf+R1)/R1 x Ui2 - Ui1*Rf/R1

    (纯复制)

    展开全文
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    1.什么是差分放大电路 首先看看如下两个概念: 1.共模信号:指的是两个极性和大小(振幅),相位相同的信号 2.差模信号:指的是两个极性相反,大小(振幅)相同,相位相反的信号 最简单的差分电路原理图如下: 输入...

    1.什么是差分放大电路

    首先看看如下两个概念:
    1.共模信号:指的是两个极性和大小(振幅),相位相同的信号
    2.差模信号:指的是两个极性相反,大小(振幅)相同,相位相反的信号

    最简单的差分电路原理图如下:
    差分放大电路

    输入共模信号

    当ui1和ui2输入共模信号时,这种输入叫做共模输入。两个三极管的基极电压也随着输入信号的变化而变化,由于电路对称,两边的基极电流IB1和IB2也随之变化,并且电流值一致,根据三极管的原理,
    集电极电流=β*基极电流
    所以RC1和RC2靠近集电极的一端的电位UO1和UO2也随之变化并且相等。
    故UO=UO1-UO2=0;
    由以上分析知,差分放大电路对共模信号没有放大作用,两端输出的电位差为0.

    输入差模信号

    当ui1和ui2输入差模信号时,这种输入叫做差模输入。即ui1 = -ui2;
    当ui1变大时,ui2变得更小,故基极电流IB1变大,IB2变小,并且△IB1 = -△IB2
    故集电极的电流IE1变大,故UO1的电位下降,反之UO2的电位上升
    并且△UO1 = -△UO2 = △UO
    故UO = UO1-UO2 = △UO1 -(-△UO2) = 2△UO
    由于三极管的放大作用,输出的UO比原来的输入差模信号的电压差大。
    故差分放大电路对差分信号有放大作用
    https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-21301227200.20.44ee1ebbJsGozH&id=594181373593

    展开全文
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差分放大器工作原理