これまでのところ、アンプに接続するためにオペアンプのi / psを1つだけ使用しています。オペアンプの2つの入力は、反転端子または非反転端子と呼ばれます。これらの端子は、反対側の入力がグランドに接続された状態で1つのi / pを増幅するために使用されます。ただし、信号を各入力に同時に接続して、差動増幅器と呼ばれる別の一般的な形式のオペアンプ回路を設計することもできます。これは基本的に、次のように呼ばれるオペアンプの構成要素として使用されます。 オペアンプ（op-amp） 。差動アンプの主な機能は、2つのi / p電圧間の変化を増幅することです。ただし、2つのi / psに共通する電圧をすべて克服します。この記事では、差動アンプの概要とその数式について説明します。
差動アンプ
差動アンプとは
すべてのオペアンプ（オペアンプ）は、入力構成のために差動アンプです。最初の電圧信号が入力端子に接続され、別の電圧信号が反対側の入力端子に接続されている場合、結果の出力電圧は、V1とV2の2つの入力電圧信号の差に比例します。出力電圧は、各i / pインターンを0vグランドに接続することで解決できます。 重ね合わせの原理 。
差動アンプとしてのオペアンプ
オペアンプは、高いi / pインピーダンス、高い差動モードゲイン、および低いo / pインピーダンスを備えた差動アンプです。この回路に負帰還を適用すると、期待される安定したゲインを構築できます。通常、いくつかのタイプの差動増幅器は、さまざまなより単純な差動増幅器を備えています。たとえば、完全差動増幅器、計装増幅器、および絶縁増幅器は、さまざまなオペアンプ用に頻繁に構築されます。
差動アンプとしてのオペアンプ
- 差動アンプは、オペアンプを使用して直列負帰還回路として使用されます
- 通常、差動アンプはボリュームと自動ゲイン制御回路として使用されます
- 一部の差動アンプはAMに使用できます（ 振幅変調 ）。
内部的には、ここに多くの電子機器が差動を使用しています アンプ 。理想的な差動アンプのo / pは次の式で与えられます。
Vout = Ad（Wine + -Wine-）
上記の式で、Aは差動ゲイン、Vin +とVin-はi / p電圧です。実際には、ゲインは入力に対して等しくありません。たとえば、2つのi / p電圧が等しい場合、o / pはゼロにはなりません。差動増幅器のより正確な式には、第2項が含まれます。
上記の式で、「Ac」は差動アンプのコモンモードゲインです。これらの増幅器を頻繁に使用して、両方のi / psに現れる電圧にバイアスをかけたり、ノイズをゼロにしたりする場合、通常、低いコモンモードゲインが望まれます。
CMRRは、同相信号除去比に他なりません。MMRの定義は、b / n差動モードゲインと同相ゲインの比であり、両方のi / psに共通の電圧を正確にキャンセルするアンプの容量を指定します。 。 CMMRは次のように定義されます
“低電圧バッテリー切断回路 ”
理想的な差動アンプでは、Acはゼロで、（CMRR）は無限大です。
差動増幅器の伝達関数の計算
差動増幅器のT / Fは差動増幅器とも呼ばれ、差動増幅器の式の伝達関数を以下に示します。
Vout = v1.R2 / R1 + R2（1 + R4 / R3）-V2.R4 / R3
上記の式は、ゲインが大きく（無限大と見なされる）、i / pオフセットが小さい（ゼロと見なされる）アイドルオペアンプにのみ関係します。たとえば、次の回路では、i / p電圧レベルが約数ボルトで、オペアンプの入力オフセットがミリボルトである場合、i / pオフセットを無視することでゼロと見なすことができます。
アイドルオペアンプ
差動増幅器の伝達関数は、線形回路では、すべてのソースの効果は、個別に取得された各ソースの効果の代数和であるという重ね合わせの原理から導き出されます。上記の回路では、V1を取り外して短絡すると、o / p電圧が計算されます。同様に、V2を削除します。差動アンプのo / p電圧は、両方のo / p電圧の合計です。
V1とR1のないオペアンプ
以下の回路でR1とV1を削除しましょう。最初の回路には電流が流れていたからです。したがって、抵抗R1を接地します。回路を観察するとインバーターになります。この回路の非反転i / p端子は、抵抗R1とR2を介してグランド端子に接続されています。次に、Voutは
Vout2 = -V2。 （R4 / R3）
次に、R3を接地して、以下の回路に示すV2を取り外します。
“fmレシーバーの作り方 ”
非反転アンプ
この回路は非反転アンプであり、理想的なオペアンプの場合、VoutはVの関数です。つまり、オペアンプの非反転端子でグランドに接続された電圧です。
Vout1 = V。 （1 + R4 / R3）
R1、R2抵抗はV1の減衰器であるため、Vは次の式のように決定できます。
V = V1.R2 / R1 + R2
Voutの式に式Vを代入すると、次のようになります。
Vout1 = V1.R2 / R1 + R2。（1 + R4 / R3）
これで、Vout1とVout2ができました。重ね合わせの原理によれば、VoutはVout1とVout2の合計です。
上記の式は、差動増幅器の伝達関数を示しています。
ホイートストンブリッジを使用した差動アンプ
典型的な差動増幅器回路は、1つのi / p電圧を別の電圧と「比較」することにより、差動電圧コンパレータになります。ここで、たとえば、1つの入力は抵抗ブリッジn / wの一方の脚に設定された固定電圧リファレンスに接続され、もう1つの入力は「 光依存抵抗器 」または「サーミスタ」。ザ・ アンプ回路 o / p電圧が抵抗ブリッジのアクティブレッグの変化の線形関数になるため、低温または高温レベルまたは光を検出するために使用されます。
ホイートストンブリッジ差動アンプ
したがって、これはすべてについてです 差動アンプ 回路図とその方程式。微分関数の伝達関数の計算方法をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、差動増幅器のアプリケーションに関する疑問や エレクトロニクスプロジェクト 。下記のコメント欄にコメントをお願いします。ここにあなたへの質問があります、b / n差動モードとコモンモード入力信号の主な違いは何ですか。
