Bộ khuếch đại vi sai

Bộ khuếch đại vi sai

Bộ khuếch đại vi sai sử dụng opamp

Bộ khuếch đại vi sai chính là một các loại bộ khuếch đại với điều kiện ngõ vào có thêm trạng thái đệm. Việc bổ sung các bộ đệm đầu vào giúp cho dễ dàng kết hợp trở kháng của bộ khuếch đại với phần trước nó. Thiết bị đo đạc thường đã được sử dụng trong ứng dụng thí nghiệm , đo lường công nghiệp. Bộ khuếch đại vi sai cũng có một số tính năng hữu ích như điện áp bù thấp, CMRR cao (tỷ lệ loại bỏ chế độ chung), điện trở đầu vào cao, độ lợi cao, …Sơ đồ mạch của bộ khuếch đại thiết bị điển hình sử dụng opamp được thể hiện bên dưới.

Bộ khuếch đại vi sai

V1 và V2 là 2 điện áp nguồn vào khác nhau. Trong sơ đồ mạch, opamp A1 , và A2 là bộ đệm nguồn vào. Độ lợi của những phần đệm này chưa giống nhau vì sự xuất hiện của R1 , Rg. Op-amp A3 đã được nối thành một bộ khuếch đại vi sai. R3 được nối từ đầu ra của A3 đến nguồn vào chưa hòn đảo của nó chính là điện trở hồi tiếp. R2 là điện trở đầu vào. Độ lợi điện áp của bộ khuếch đại thiết bị được tính theo phương trình dưới đây .

(Av) = Vo / (V2-V1) = (1 + 2R1 / Rg) x R3 / R2

Muốn biến hóa độ lợi chỉ cần thay thế sửa điều trị Rg bằng chiết áp tương thích. Bộ khuếch đại vi sai thường đã được sử dụng trong những trường hợp yên cầu độ nhạy, độ đúng mực , độ không thay đổi cao. Bộ khuếch đại vi sai cũng hoàn toàn có thể đã được phong cách thiết kế chỉ bằng cách sử dụng hai opamp, nhưng chúng hiếm khi đã được sử dụng. Dạng thông dụng số 1 là sử dụng ba opamp giống như trên. Các lợi thế duy số 1 của việc gây nên một bộ khuếch đại vi sai sử dụng 2 opamp là ngân sách thấp , và cải tổ CMRR .

Độ khuếch đại chính xác cao có thể đạt được bằng cách sử dụng điện trở màng kim loại. Do phản hồi âm lớn, bộ khuếch đại có độ tuyến tính tốt, thường chính là khoảng 0,01% cho mức tăng nhỏ hơn 10. Trở kháng đầu ra cũng thấp, nằm trong phạm vi mΩ. Dòng điện phân cực đầu vào của bộ khuếch đại thiết bị đã được xác định bởi opamp A1 , và A2.

Dưới đây là sơ đồ mạch đã được đơn giản hóa. Ở đây những điện trở có nhãn R1 đã được rút ngắn , Rg đã được vô hiệu. Điều này tạo nên đường phản hồi âm vừa đủ , độ lợi của A1 , và A2 cũng sẽ tương đương. Việc vô hiệu R1 , và Rg đã đơn giản hóa phương trình thành Av = R3 / R2 .

Mạch khuếch đại vi sai sử dụng uA741

Đây chính là mạch khuếch đại vi sai được thiết kế dựa trên amp op uA 741. Bộ khuếch đại hoạt động từ +/-12V DC , có độ lợi 10. Nếu muốn thay đổi độ lợi, thay thế Rg bằng biến trở 5K. Thay vì sử dụng uA741, có thể sử dụng bất kỳ opamp nào nhưng điện áp nguồn phải đã được thay đổi theo opamp. Op-amp LM324 cũng là một chọn lựa tốt. Trong số bốn opamp bên trong LM324, ba cái có thể được sử dụng cho IC1, IC2, IC3 , và cái còn lại có thể để nguyên. Điều này làm giảm kích thước PCB rất nhiều nhiều , và làm cho mạch nhỏ gọn. Điện áp cung ứng cho LM324 có thể lên tới +/- 16V DC.