Kako diferencijalno pojačalo radi u elektronici?
Hej tamo! Kao dobavljač elektronskih komponenti, iz prve ruke sam video kako različite komponente igraju ključnu ulogu u različitim elektronskim kolima. Jedan od takvih važnih elemenata kola je diferencijalno pojačalo. U ovom blogu ću razložiti kako diferencijalno pojačalo radi i zašto je tako korisno u elektronici.
Šta je diferencijalno pojačalo?
Diferencijalno pojačalo je vrsta elektronskog pojačala koji pojačava razliku između dva ulazna signala dok odbija bilo kakve uobičajene signale. Jednostavnije rečeno, posmatra varijaciju između dva ulazna napona i povećava tu razliku. Ovo je super zgodno jer u stvarnim scenarijima često postoje neželjeni signali koji su zajednički za oba ulaza (signali zajedničkog moda), i ne želimo da oni utiču na naš izlaz.
Osnovna struktura i komponente
Osnovno kolo diferencijalnog pojačala obično se sastoji od dva tranzistora (bilo tranzistora bipolarnog spoja ili tranzistora s efektom polja) povezanih u specifičnoj konfiguraciji. Pogledajmo verziju bipolarnog spojnog tranzistora (BJT) radi jednostavnosti.
Imamo dva ulazna terminala, nazovimo ih $V_{in1}$ i $V_{in2}$. Svaki ulaz je povezan sa bazom tranzistora. Emiteri ova dva tranzistora su povezani zajedno i obično su podložni izvoru konstantne struje. Kolektori tranzistora su povezani na napajanje preko otpornika opterećenja.
Kako to funkcionira: osnove
Kada primijenimo dva ulazna napona $V_{in1}$ i $V_{in2}$ na diferencijalno pojačalo, tranzistori reaguju na osnovu razlike između ovih napona.
Pretpostavimo da su dva ulazna napona jednaka, tj. $V_{in1}=V_{in2}$. U ovom slučaju, struje koje teku kroz dva tranzistora će biti iste. Budući da su kolektori povezani na otpornike opterećenja, padovi napona na ovim otpornicima će također biti isti. Dakle, izlazni napon, koji je razlika između napona na dva kolektora, će biti nula. Ovo je odbijanje signala zajedničkog moda.
Sada, ako je $V_{in1}$ veći od $V_{in2}$, tranzistor spojen na $V_{in1}$ će provoditi više struje u poređenju sa onim spojenim na $V_{in2}$. Ovo uzrokuje veći pad napona na otporniku opterećenja prvog tranzistora i manji pad napona na otporniku opterećenja drugog tranzistora. Kao rezultat, postojat će izlazni napon različit od nule koji predstavlja pojačanu razliku između $V_{in1}$ i $V_{in2}$.
Omjer odbijanja uobičajenog načina rada (CMRR)
Sposobnost diferencijalnog pojačala da odbije signale zajedničkog moda mjeri se omjerom odbijanja zajedničkog moda (CMRR). Definiše se kao omjer pojačanja diferencijalnog - moda ($A_d$) i dobitka zajedničkog moda ($A_{cm}$).
[CMRR = \frac{A_d}{A_{cm}}]
Visok CMRR je poželjan jer to znači da pojačalo može efikasno ignorisati signale zajedničkog moda 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 širok spektar primjena u elektronici.
- Instrumentation Amplifiers: Koriste se u opremi za mjerenje i testiranje. Oni trebaju pojačati male diferencijalne signale dok odbijaju uobičajeni šum koji može biti prisutan u mjernom okruženju. Na primjer, u krugu senzora temperature, diferencijalno pojačalo može pojačati malu razliku napona koju generira senzor, zanemarujući svaki električni šum koji je prisutan na obje ulazne linije.
- Audio sistemi: Diferencijalna pojačala se koriste u audio predpojačivačima za poboljšanje odnosa signala i šuma. Oni mogu odbiti bilo kakvo zujanje ili smetnje koje su zajedničke za oba ulazna kanala.
- Komunikacioni sistemi: U komunikacionim sistemima, diferencijalna pojačala se koriste za pojačavanje diferencijalnih signala koji se prenose preko kablova na daljinu. Ovo pomaže u smanjenju efekata elektromagnetnih smetnji (EMI) i preslušavanja.
Naše elektronske komponente za diferencijalna pojačala
Kao dobavljač elektronskih komponenti, nudimo razne komponente koje se mogu koristiti u krugovima diferencijalnih pojačala. Na primjer, imamo visokokvalitetne otpornike i kondenzatore koji su neophodni za namještanje tranzistora i podešavanje pojačanja pojačala.
Takođe imamo veliki izbor tranzistora, i BJT i FET, koji se mogu koristiti za pravljenje diferencijalnih pojačala. Ovi tranzistori imaju odlične karakteristike performansi, kao što su visoko pojačanje i nizak šum, koji su ključni za dobro funkcioniranje diferencijalnog pojačala.
Osim toga, nudimo neke kondenzatore koji se mogu koristiti u povezanim krugovima. Pogledajte našeCBB65 AC motor kondenzator,CD60 starter kondenzator, iCBB61 AC motor startni kondenzator. Iako su oni uglavnom za motorne aplikacije, mogu se koristiti i u nekim strujnim ili filterskim krugovima koji su dio većeg sistema koji sadrži diferencijalna pojačala.
Zašto odabrati naše komponente?
Naše komponente dolaze od pouzdanih proizvođača i temeljito su testirane kako bi se osigurao visok kvalitet i performanse. Razumijemo važnost posjedovanja komponenti koje rade dosljedno u elektronskim kolima, posebno u kritičnim aplikacijama kao što su diferencijalna pojačala.
Također nudimo konkurentne cijene i odličnu korisničku uslugu. Bilo da ste hobi koji gradi mali projekat ili profesionalni inženjer koji radi na dizajnu velikih razmera, mi smo tu da vam pomognemo da pronađete prave komponente za vaše potrebe.
Hajde da se povežemo i razgovaramo o vašoj nabavci
Ako ste na tržištu elektronskih komponenti za krugove diferencijalnih pojačala ili bilo koje druge projekte, ne ustručavajte se kontaktirati. Više smo nego sretni da razgovaramo o vašim zahtjevima, pružimo tehničku podršku i ponudimo konkurentne ponude. Bilo da vam je potrebna mala količina za izradu prototipa ili veliki proizvodni nalog, mi ćemo vas pokriti.
Reference
- Horowitz, P., & Hill, W. (1989). Umetnost elektronike. Cambridge University Press.
- Sedra, AS, & Smith, KC (2015). Mikroelektronska kola. Oxford University Press.