İki giriş sinyali arasındaki farkı yükseltmek için bir diferansiyel yükselteç (DL) kullanılır. İki giriş ve bir çıkıştan oluşan bir analog devre olarak kabul edilebilir.
Çeşitli elektrik tesisatlarında kullanılan yükselteçlerve sinyal üretmek ve matematiksel işlemleri yapmak için elektronik devrelere opamp (op amp) denir. Elektronik bir analog bilgisayarın temel bileşenleridir. 1940'ların başındaki buluşları, mekanik hesaplama cihazlarının sessiz ve hızlı elektronik cihazlarla değiştirilmesine yol açtı. Pek çok analog bilgisayar, George Philbrick'in 1952'deki şirketinden temin edilebilen vakum tüplerine güveniyordu.
1963 yılında Fairchild Semiconductor'daki Bob Widlar, ilk monolitik IC işlemsel yükselteç olan A702 tek bir entegre devre üzerinde op amper yaptı.
Diferansiyel işlemsel yükselteç, iki transistör Tl ve T2'den oluşan aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi şemaya göre monte edilebilir.
В схеме ДУ есть два входа I1 и I2 и два выхода V1out ve V2out. Giriş I1, transistörün T1 ana terminaline, I2 girişi, transistörün (T2) baz terminaline beslenir. Transistörün (Tl) ve transistörün (T2) yayıcı çıkışları ortak bir yayıcı rezistöre bağlanır. Böylece, iki giriş sinyali I ve I2, V1out ve V2out çıkışlarını etkileyecektir. Devre iki Vcc ve Vee besleme voltajından oluşur, ancak topraklama pimi yoktur. Bir besleme voltajında bile devre normal olarak çalışabilir (benzer şekilde, iki besleme voltajı kullanarak). Sonuç olarak, pozitif voltajın ve negatif besleme voltajının zıt noktaları toprağa bağlanır.
Diferansiyel amplifikatörün çalışması aşağıdaki şemada gösterilmiştir.
Giriş sinyali (I1) tabana uygulanırsatransistör T1, daha sonra transistör transistörü T1'e bağlı direnç aracılığıyla, daha az olacak pozitif bir voltaj düşüşü ortaya çıkar. Giriş sinyali (I1), transistörün T1 tabanına beslenmezse, transistör transistörü T1'e bağlı direnç aracılığıyla, büyük olacak pozitif bir voltaj düşüşü ortaya çıkar.
Tersine çevrilmiş çıktının ortaya çıktığını söyleyebiliriztaban terminaline T1 verilen giriş sinyaline I1 dayanarak transistörün T1 kolektör terminali boyunca. T1, I1 pozitif bir değer kullanılarak açılırsa, yayıcı akımı ve toplayıcı akımı neredeyse eşit olduğunda yayıcı direncinden geçen akım artar. Verici direnci boyunca voltaj düşüşü artarsa, her iki transistörün vericisi de pozitif yönde gider. Transistör T2'nin vericisi pozitifse, T2'nin tabanı negatif olacaktır ve bu durumda akım daha az olacaktır. Ve transistörün T2 kolektör terminaline bağlı direnç boyunca daha az voltaj düşüşü olacaktır.
Bu nedenle, bu olumlu içinGiriş sinyali toplayıcı T2 pozitif yönde olacaktır. Transistörün T2 kolektör terminalinde meydana gelen evirmeyen çıkışın T1 tabanına verilen giriş sinyaline dayandığını söyleyebiliriz. Diferansiyel amplifikatör, T1 ve T2 transistörleri toplayıcının terminalleri arasındaki çıkış sinyalini alır. Yukarıdaki devre şemasından, transistörlerin (T1 ve T2) tüm özelliklerinin aynı olduğu ve Vb1 taban gerilimlerinin Vb2'ye eşit olduğu varsayılır (transistörün T1'in taban voltajı, transistörün T2'nin taban voltajına eşittir) (Iem1 = Iem2).
Böylece, toplam verici akımı eşit olacaktıryayıcı akımların toplamı T1 (Iem1) ve T2 (Iem2). Diferansiyel kuvvetlendiricinin hesaplanması. Iem1 = Iem2 Ie = Iem1 + Iem2 Vev = Vb-Vb em I em = (Vb-Vb em) / Rem. Böylece, verici akımı, T1 ve T2 transistörlerinin hfe değerine bakılmaksızın değişmeden kalır. T1 ve T2 kolektör terminallerine bağlı dirençler eşitse, kolektör gerilimleri de eşit olur.
Bu amplifikatör (Op-amp, İngilizce)100.000 veya 100 dB'den fazla tipik DC kazancı olan Açık döngü modunda kullanıldığında sonsuz kazanç ve bant genişliği ile ideal olun. OA diferansiyel akım amplifikatörünün biri ters çevrilmiş iki girişi vardır. Bu girişlerin güçlendirilmiş farkı voltaj olarak verilir. İdeal operasyonel amplifikatör, sonsuz yüksek kazanç sağlar. Sonsuzluk sembolünü yeni bir sembolle ifade etmelidir. İşlemsel amplifikatör, çift pozitif (+ V) veya karşılık gelen negatif (-V) güçle çalışır veya tek bir sabit voltaj beslemesinde çalışabilir.
Böyle bir amplifikatörünsonsuz giriş empedansı (Z = ∞). Op amp ayrıca sıfır çıkış empedansına sahiptir (Z = 0). Optik amplifikatörler, iki giriş terminallerine sağlanan voltaj sinyalleri arasındaki farkı belirler ve daha sonra bunları önceden belirlenmiş bir kazanımla (A) çarpar. Bu kazanç (A) genellikle - Açık Döngü Katsayısı olarak adlandırılır. Op-amp'ler iki ana konfigürasyonda bağlanabilir - ters çevirme ve ters çevirme.
Eğer gerilim negatif geribildirim içingeri besleme girişte antipazda, toplam kazanç azalır. Pozitif geri besleme için, geri besleme voltajı "fazda" olduğunda, amplifikatörün giriş sinyali artar. Çıkışı tekrar negatif giriş konektörüne bağlayarak,% 100 geri bildirim elde edilir, bunun sonucunda gerilim takip devresi (tampon) 1 sabit bir kazanım (Birlik) ile elde edilir. Potansiyometre için sabit geri besleme direncinin (Rƒ) değiştirilmesi, devrenin ayarlanabilir bir kazancı olacaktır.
Ana olanlar:
Ana olanlar:
Çalışma prensibi aşağıdaki şemada gösterilmiştir.
İki eşleme kullanılarak üretilmiştiryayıcıları birbirine bağlı olan yayıcının genel konfigürasyonundaki transistörler. Her iki girişte ortak gürültü sinyallerini bastırırken, iki giriş arasındaki küçük sinyalleri artırabilen basit bir devre.
Bipolar diferansiyel kuvvetlendiricitransistörler (BJT) benzersiz bir topolojiye sahiptir: iki giriş ve iki çıkış. Sadece bir çıkıştan gelen sinyali kullanabilmenize rağmen, her iki çıkış arasındaki fark iki kat daha fazla kazanç sağlar! Ve bu, ortak mod sinyali bir gürültü kaynağı veya önceki adımdan gelen DC sapması olduğunda ortak mod reddini (CMR) geliştirir.
Giriş ve çıkış verileri giriş yöntemlerine bağlı olarak, diferansiyel yükselteçlerin aşağıda gösterildiği gibi dört farklı konfigürasyonu olabilir.
Analog yapı taşları geliştirirken(çeşitli preamp türleri, filtreler, vb.) Derin mikron altı teknolojileri için modern çözümlerin geliştirilmesi ile birlikte, geleneksel amplifikasyon cihazlarının yeni yapısal çözümlerine dikkat etmek önemlidir.
Diferansiyel dc amplifikatör(DUPT), çıkış voltajı iki giriş voltajı arasındaki farkla orantılıdır. Bu, aşağıdaki gibi bir denklem şeklinde temsil edilebilir: V çıkışı = A * ((Vin +) - (Vin-)), burada A = kazanç.
Pratik devrelerde, uzaktan kumanda yükseltmek için kullanılır: uzun teller üzerindeki darbeler, ses, radyo frekansları, motorların ve servomotorların kontrolü, elektrokardiyogramlar, manyetik sürücüler hakkında bilgi.
Bir diferansiyel amplifikatörün elektronikte kullanımını biraz sınırlayan birkaç dezavantajı vardır:
