運算放大器:理想運放
差動放大器
差動放大器放大兩個訊號之間的差,而忽略兩者共有的部分。它由一顆運放和四顆電阻構成,是當你要的小訊號疊在一個大的共同偏移或共同雜訊上、而你只想要那一小部分時,會拿來用的工具。
在經典電路裡,輸入 A 經 R1 進入負端、以 R2 作回授;輸入 B 經 R1 進入正端、再以 R2 從正端接到地。當兩組電阻比值匹配時,輸出是 Vout 等於(R2 除以 R1)乘以(VB 減 VA)。兩輸入共有的部分相消,只留下它們的差,並按 R2 除以 R1 縮放。例如 R1 為 10 kΩ、R2 為 100 kΩ,就對差施以 10 倍增益。
這是量測差動感測器、跨檢流電阻量電流、以及拒斥兩條線上等量感應雜訊的核心。陷阱是:共有部分相消得多好(共模拒斥)完全取決於電阻匹配得多接近。用 1% 電阻時拒斥能力有限,而且兩輸入呈現不同且普通的輸入阻抗。當你需要高性能時,先把兩個輸入都緩衝過的儀表放大器才是正確的升級。
量測一個浮在約 12 V 上的檢流電阻兩端的小電壓。差動放大器把兩個約 12 V 的節點電壓相減,只放大它們微小的差,把幾毫伏的壓降變成可讀的輸出。
它把疊在大共模電壓之上的小差動訊號抽取出來。
共模拒斥能力只取決於電阻匹配;電阻不匹配會讓共模部分洩漏到輸出。需要高性能時請改用儀表放大器。
又稱
另見