Kako radi diferencijalno pojačalo u elektronici?
Bok tamo! Kao dobavljač elektroničkih komponenti, iz prve sam ruke vidio kako različite komponente igraju ključne uloge u različitim elektroničkim sklopovima. Jedan takav važan element kruga je diferencijalno pojačalo. U ovom blogu ću raščlaniti kako radi diferencijalno pojačalo i zašto je toliko korisno u elektronici.
Što je diferencijalno pojačalo?
Diferencijalno pojačalo je vrsta elektroničkog pojačala koje pojačava razliku između dva ulazna signala dok odbija sve signale zajedničkog načina rada. Jednostavnije rečeno, promatra varijaciju između dvaju ulaznih napona i povećava tu razliku. Ovo je super zgodno jer u scenarijima stvarnog svijeta često postoje neželjeni signali koji su zajednički za oba ulaza (signali zajedničkog načina) i ne želimo da oni utječu na naš izlaz.
Osnovna struktura i komponente
Osnovni sklop diferencijalnog pojačala obično se sastoji od dva tranzistora (bilo tranzistora s bipolarnim spojem ili tranzistori s efektom polja) spojenih u određenu konfiguraciju. Pogledajmo verziju bipolarnog spojnog tranzistora (BJT) radi jednostavnosti.
Imamo dva ulazna terminala, nazovimo ih $V_{in1}$ i $V_{in2}$. Svaki ulaz je spojen na bazu tranzistora. Emiteri ova dva tranzistora su spojeni zajedno i obično su prednaponski izvorom konstantne struje. Kolektori tranzistora spojeni su na napajanje preko otpornika opterećenja.
Kako to radi: Osnove
Kada na diferencijalno pojačalo primijenimo dva ulazna napona $V_{in1}$ i $V_{in2}$, tranzistori reagiraju na temelju razlike između tih napona.
Pretpostavimo da su dva ulazna napona jednaka, tj. $V_{in1}=V_{in2}$. U tom će slučaju struje koje teku kroz dva tranzistora biti iste. Budući da su kolektori spojeni na otpornike opterećenja, padovi napona na tim otpornicima također će biti isti. Dakle, izlazni napon, koji je razlika između napona na dva kolektora, bit će nula. Ovo je odbijanje zajedničkog signala.
Sada, ako je $V_{in1}$ veće od $V_{in2}$, tranzistor spojen na $V_{in1}$ provodit će više struje u usporedbi s onim spojenim na $V_{in2}$. To uzrokuje veći pad napona na otporniku opterećenja prvog tranzistora i manji pad napona na otporniku opterećenja drugog tranzistora. Kao rezultat toga, postojat će izlazni napon različit od nule koji predstavlja pojačanu razliku između $V_{in1}$ i $V_{in2}$.
Omjer odbijanja uobičajenog načina (CMRR)
Sposobnost diferencijalnog pojačala da odbije signale zajedničkog načina rada mjeri se omjerom odbijanja zajedničkog načina rada (CMRR). Definira se kao omjer pojačanja diferencijalnog načina ($A_d$) i pojačanja uobičajenog načina ($A_{cm}$).
[CMRR = \frac{A_d}{A_{cm}}]
Visoki CMRR je poželjan jer to znači da pojačalo može učinkovito ignorirati signale uobičajenog načina rada i fokusirati se na pojačavanje diferencijalnog signala. Na primjer, u visokokvalitetnom diferencijalnom pojačalu, CMRR može biti u rasponu od 80 - 100 dB.
Primjena diferencijalnih pojačala
Diferencijalna pojačala imaju široku primjenu u elektronici.
- Instrumentacijska pojačala: Koriste se u mjernoj i ispitnoj opremi. Trebaju pojačati male diferencijalne signale dok odbijaju uobičajeni šum koji bi mogao biti prisutan u okruženju mjerenja. Na primjer, u krugu temperaturnog senzora, diferencijalno pojačalo može pojačati malu razliku napona koju generira senzor ignorirajući električni šum koji je prisutan na obje ulazne linije.
- Audio sustavi: Diferencijalna pojačala koriste se u audio pretpojačalima za poboljšanje omjera signala i šuma. Oni mogu odbiti svaki šum ili smetnje koje su zajedničke za oba ulazna kanala.
- Komunikacijski sustavi: U komunikacijskim sustavima, diferencijalna pojačala se koriste za pojačavanje diferencijalnih signala koji se prenose preko kabela na velike udaljenosti. To pomaže u smanjenju učinaka elektromagnetskih smetnji (EMI) i preslušavanja.
Naše elektroničke komponente za diferencijalna pojačala
Kao dobavljač elektroničkih komponenti, nudimo razne komponente koje se mogu koristiti u krugovima diferencijalnog pojačala. Na primjer, imamo visokokvalitetne otpornike i kondenzatore koji su bitni za prednapon tranzistora i podešavanje pojačanja pojačala.
Također imamo veliki izbor tranzistora, BJT i FET, koji se mogu koristiti za izradu diferencijalnih pojačala. Ovi tranzistori imaju izvrsne radne karakteristike, kao što su visoko pojačanje i nizak šum, što je ključno za dobro funkcioniranje diferencijalnog pojačala.
Osim toga, nudimo neke kondenzatore koji se mogu koristiti u povezanim krugovima. Provjerite našeCBB65 AC motor kondenzator,CD60 početni kondenzator, iCBB61 Kondenzator za pokretanje AC motora. Dok su oni uglavnom za motorne aplikacije, mogu se također koristiti u nekim krugovima napajanja ili filtera koji su dio većeg sustava koji sadrži diferencijalna pojačala.
Zašto odabrati naše komponente?
Naše komponente potječu od pouzdanih proizvođača i temeljito su ispitane kako bi se osigurala visoka kvaliteta i izvedba. Shvaćamo važnost posjedovanja komponenti koje dosljedno rade u elektroničkim krugovima, posebno u kritičnim primjenama poput diferencijalnih pojačala.
Također nudimo konkurentne cijene i izvrsnu korisničku uslugu. Bez obzira jeste li hobist koji gradi mali projekt ili ste profesionalni inženjer koji radi na dizajnu velikih razmjera, mi smo tu da vam pomognemo pronaći prave komponente za vaše potrebe.
Povežimo se i razgovarajmo o vašoj nabavi
Ako ste u potrazi za elektroničkim komponentama za krugove diferencijalnog pojačala ili bilo koje druge projekte, ne ustručavajte se kontaktirati. Rado ćemo razgovarati o vašim zahtjevima, pružiti tehničku podršku i ponuditi konkurentne ponude. Bez obzira trebate li malu količinu za izradu prototipova ili narudžbu za veliku proizvodnju, mi ćemo vas pokriti.
Reference
- Horowitz, P. i Hill, W. (1989). Umjetnost elektronike. Cambridge University Press.
- Sedra, AS i Smith, KC (2015). Mikroelektronički sklopovi. Oxford University Press.