Apa itu Rangkaian dan Persamaan Penguat Diferensial

Sejauh ini kita telah menggunakan hanya satu op-amp i / ps untuk dihubungkan ke amplifier. Dua input op-amp disebut sebagai terminal pembalik atau non-pembalik. Terminal ini digunakan untuk memperkuat satu i / p dengan input lawan yang dihubungkan ke ground. Namun, kami dapat menghubungkan sinyal ke masing-masing input secara bersamaan pada saat yang sama merancang bentuk umum lain dari rangkaian Op-amp yang disebut sebagai penguat diferensial. Ini pada dasarnya digunakan sebagai blok bangunan penguat operasional yang disebut sebagai penguat operasional (op-amp) . Fungsi utama dari penguat diferensial adalah memperkuat perubahan antara dua tegangan i / p. Tapi, mengalahkan tegangan apa pun yang umum ke dua i / ps. Artikel ini memberikan gambaran umum tentang penguat diferensial bersama dengan ekspresi matematisnya.

Penguat Diferensial

Apa itu Penguat Diferensial

Semua penguat operasional (op-amp) adalah penguat diferensial karena konfigurasi masukannya. Ketika sinyal tegangan pertama dihubungkan ke terminal input dan sinyal tegangan lain dihubungkan ke terminal input yang berlawanan, maka tegangan output yang dihasilkan sebanding dengan perbedaan antara dua sinyal tegangan input V1 dan V2. Tegangan output dapat diatasi dengan menghubungkan setiap intern i / p ke ground 0v menggunakan teorema posisi super .

Op-Amp sebagai Penguat Diferensial

Op-amp adalah penguat diferensial yang memiliki impedansi i / p tinggi, penguatan mode diferensial tinggi, dan impedansi output daya rendah. Ketika umpan balik negatif diterapkan ke sirkuit ini, penguatan yang diharapkan dan stabil dapat dibangun. Biasanya, beberapa jenis penguat diferensial terdiri dari berbagai penguat diferensial yang lebih sederhana. Misalnya, penguat diferensial penuh, penguat instrumentasi, dan penguat isolasi sering kali dibuat untuk berbagai penguat operasional.

Op-Amp sebagai Penguat Diferensial

• Penguat diferensial digunakan sebagai rangkaian umpan balik negatif seri dengan menggunakan op-amp
• Biasanya, penguat diferensial digunakan sebagai rangkaian kontrol volume dan penguatan otomatis
• Beberapa penguat diferensial dapat digunakan untuk AM ( modulasi amplitudo ).

Secara internal, di sini banyak perangkat elektronik yang menggunakan diferensial amplifier . Penguat diferensial ideal o / p diberikan oleh

Vout = Iklan (Anggur + -Wine-)

Dalam persamaan di atas, A adalah gain diferensial dan Vin + dan Vin- adalah tegangan i / p. Dalam prakteknya, keuntungan tidak sama dengan input. Misalnya, jika dua tegangan i / p sama, maka output daya tidak akan nol, Pernyataan yang lebih akurat untuk penguat diferensial terdiri dari suku kedua.

Dalam persamaan di atas, 'Ac' adalah gain mode umum dari penguat diferensial. Ketika amplifier ini sering digunakan untuk tegangan bias atau noise keluaran null yang muncul di kedua i / ps., Gain mode common rendah biasanya diinginkan.

CMRR tidak lain adalah rasio penolakan mode umum, definisi MMR adalah, itu adalah rasio b / n gain mode diferensial & gain mode umum, menentukan kapasitas penguat untuk secara tepat membatalkan tegangan yang umum untuk kedua i / ps . CMMR didefinisikan sebagai

Dalam penguat diferensial yang ideal, Ac adalah nol dan (CMRR) tidak terbatas.

Perhitungan Fungsi Transfer Penguat Diferensial

T / F penguat diferensial juga disebut sebagai penguat perbedaan, dan fungsi transfer persamaan penguat diferensial ditunjukkan di bawah ini

Vout = v1.R2 / R1 + R2 (1 + R4 / R3) -V2.R4 / R3

Rumus di atas hanya berkaitan untuk penguat operasional idle yang memiliki penguatan besar (dianggap tak terbatas) dan offset i / p kecil (dianggap nol). Misalnya pada rangkaian berikut level tegangan i / p sekitar beberapa volt dan offset input op-amp adalah milivolt, maka kita dapat menganggapnya sebagai nol dengan mengabaikan offset i / p.

Penguat Operasional Idle

Fungsi transfer penguat diferensial diturunkan dari teorema superposisi, yang menyatakan bahwa, dalam rangkaian linier, efek dari semua sumber adalah jumlah aljabar dari efek masing-masing sumber yang diambil secara individual. Pada rangkaian di atas, ketika kita melepas V1 dan melakukan hubung singkat, maka tegangan output daya akan dihitung. Dengan cara yang sama, hapus V2. Tegangan output daya penguat diferensial adalah jumlah dari kedua tegangan output daya.

Op-Amp tanpa V1 dan R1

Mari kita hapus R1 dan V1 di sirkuit di bawah ini. Karena pada rangkaian pertama ada aliran arus yang melaluinya. Jadi, arde resistor R1. Ketika kita mengamati rangkaiannya, itu menjadi inverter. Rangkaian terminal i / p noninverting ini dihubungkan ke terminal ground melalui resistor R1 dan R2. Kemudian Vout adalah
Vout2 = -V2. (R4 / R3)
Sekarang mari kita ground R3 dan menghapus V2 yang ditunjukkan pada sirkuit di bawah ini.

Amplifier Tanpa Pembalik

Rangkaian ini merupakan penguat non inverting, dan untuk op-amp yang ideal, Vout adalah fungsi dari V, yaitu tegangan yang dihubungkan ke ground pada terminal non inverting dari op-amp.
Vout1 = V. (1 + R4 / R3)
Resistor R1, R2 merupakan attenuator untuk V1, sehingga V dapat ditentukan seperti pada persamaan berikut.
V = V1.R2 / R1 + R2

Dengan mensubstitusi persamaan V ke dalam persamaan Vout, maka menjadi
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2. (1 + R4 / R3)

Sekarang kita memiliki Vout1 dan Vout2, menurut teorema superposisi Vout adalah jumlah dari Vout1 & Vout2

Persamaan di atas adalah fungsi transfer penguat diferensial.

Penguat Diferensial menggunakan Jembatan Wheatstone

Rangkaian Penguat Diferensial yang khas sekarang menjadi pembanding tegangan diferensial dengan 'Membandingkan' satu tegangan i / p dengan tegangan lainnya. Di sini, misalnya, satu input dihubungkan ke referensi tegangan tetap yang dipasang pada satu kaki jembatan resistif n / w dan input lain ke ' Resistor Tergantung Cahaya ”Atau“ Termistor ”. Itu sirkuit penguat digunakan untuk mendeteksi tingkat suhu rendah atau tinggi atau cahaya karena tegangan output daya menjadi fungsi linier dari perubahan pada kaki aktif jembatan resistif.

Penguat Diferensial Jembatan Wheatstone

Jadi, ini semua tentang penguat diferensial diagram rangkaian dan persamaannya. Semoga Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang cara menghitung fungsi transfer fungsi diferensial. Selain itu, keraguan tentang aplikasi penguat diferensial dan proyek elektronik . Silakan berikan komentar Anda di bagian komentar di bawah. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, Apa perbedaan utama b / n mode diferensial dan sinyal input mode umum.