De operationele versterkers worden kortweg Op-Amps genoemd en worden ook wel differentiële versterkers genoemd. De operationele versterker wordt typisch gebruikt als verschilversterker in verschillende elektrische en elektronische circuits. Deze operationele versterkers kunnen worden gebruikt voor het uitvoeren van filtering, signaalconditionering en wiskundige bewerkingen. De elektrische en elektronische componenten zoals weerstanden en condensatoren worden gebruikt op de ingangs- en / of uitgangsklemmen van de operationele versterker. Zodanig dat, de versterkerfunctie resulteert, het voordeel van de resistieve feedback of capacitieve feedbackconfiguraties worden gereguleerd door deze componenten. De versterker kan dus verschillende bewerkingen uitvoeren, daarom wordt hij een operationele versterker genoemd. Dit artikel bespreekt een overzicht van het differentiële versterkercircuit en de werking ervan
Wat is differentiële versterker
De elektronische versterker gebruikt voor het versterken van het verschil tussen twee ingangssignalen kan worden genoemd als een differentiële versterker. Over het algemeen bestaan deze differentiële versterkers uit twee aansluitingen, namelijk een inverterende aansluiting en een niet-inverterende aansluiting. Deze inverterende en niet-inverterende terminals worden respectievelijk weergegeven met - en +.
Differentiële versterkercircuit
De verschilversterker kan worden beschouwd als een analoog circuit dat uit twee ingangen en één uitgang bestaat. Het differentiële versterkercircuit kan worden weergegeven zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Differentiële versterker
De uitgangsspanning van een verschilversterker is evenredig met het verschil tussen de twee ingangsspanningen. Dit kan als volgt in vergelijkingsvorm worden weergegeven:
Waar A = versterking van de versterker.
Differentiële versterkercircuit met transistors
De differentiële versterker circuit met behulp van transistors kan worden ontworpen zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding die bestaat uit twee transistors T1 en T2. Deze transistoren en weerstanden zijn aangesloten zoals weergegeven in het schakelschema.
Circuit met transistors
Er zijn twee ingangen I1 & I2 en twee uitgangen V1out & V2out in het differentiële versterkercircuit. De ingang I1 wordt toegevoerd aan de basisterminal van transistor T1, ingang I2 wordt toegevoerd aan de basisterminal van transistor T2. De emitteraansluitingen van transistor T1 en transistor T2 zijn verbonden met een gemeenschappelijke emitterweerstand. De twee ingangssignalen I1 en I2 hebben dus invloed op de uitgangen V1out en V2out. Het differentiaalversterkercircuit bestaat uit twee voedingsspanningen Vcc en Vee, maar er is geen aardklem. Zelfs met een enkele voedingsspanning kan ook het circuit prima worden bediend zoals het bedoeld is (op dezelfde manier bij gebruik van twee voedingsspanningen). Vandaar de tegenovergestelde punten van positieve spanningstoevoer en negatief voedingsspanning zijn verbonden met de grond.
Werken
De werking van de differentiële versterker kan gemakkelijk worden begrepen door één ingang te geven (bijvoorbeeld bij I1 zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding) en die uitgang produceert aan beide uitgangsklemmen.
Versterker werkt
Als het ingangssignaal (I1) wordt toegevoerd aan de basis van transistor T1, dan treedt er een hoge spanningsval op over de weerstand die is aangesloten op de transistor T1 collectoraansluiting, die minder positief zal worden. Als er geen ingangssignaal (I1) wordt geleverd aan de basis van transistor T1, dan verschijnt er een lage spanningsval over de weerstand die is aangesloten op de transistor T1 collectorterminal die positiever wordt. We kunnen dus zeggen dat de inverterende uitgang die verschijnt over de collectorterminal van transistor T1 is gebaseerd op het ingangssignaal I1 dat wordt geleverd aan de basisaansluiting van T1.
Als T1 wordt ingeschakeld door de positieve waarde van I1 toe te passen, neemt de stroom die door de emitterweerstand gaat toe naarmate de emitterstroom en collectorstroom bijna gelijk zijn. Dus als de spanning over de zender daalt weerstand neemt toe , dan gaat de emitter van beide transistors in een positieve richting. Als de transistor T2-emitter positief is, dan is de basis van T2 negatief en in deze toestand is de stroomgeleiding minder.
Er zal dus minder spanningsval zijn over de weerstand die is aangesloten op de collectorklem van transistor T2. Daarom zal voor het gegeven positieve ingangssignaal de collector van T2 in een positieve richting gaan. We kunnen dus zeggen dat de niet-inverterende uitvoer die verschijnt over de collectorterminal van transistor T2, is gebaseerd op het invoersignaal dat wordt aangelegd aan de basis van T1.
De versterking kan differentieel worden aangestuurd door een uitvoer te nemen tussen de collectoraansluitingen van transistoren T1 en T2. Op basis van het bovenstaande schakelschema, aangenomen dat alle kenmerken van transistors T1 en T2 identiek zijn en als basisspanningen Vb1 gelijk is aan Vb2 (basisspanning van transistor T1 is gelijk aan basisspanning van transistor T2), dan zullen emitterstromen van beide transistors zijn gelijk (Iem1 = Iem2). De totale emitterstroom is dus gelijk aan de som van de emitterstromen van T1 (Iem1) en T2 (Iem2).
De emitterstroom kan dus worden aangedreven als
De emitterstroom blijft dus constant onafhankelijk van de hfe-waarde van transistoren T1 en T2. Als de weerstanden die zijn aangesloten op de collectorklemmen van T1 & T2 gelijk zijn, dan zijn hun collectorspanningen ook gelijk.
Toepassingen
De toepassingen van differentiële versterkers omvatten de volgende.
Er zijn er tal van differentiële versterker toepassingen in praktische circuits zijn signaalversterkingstoepassingen, aansturing van motoren en servomotoren, emittergekoppelde logica van de ingangstrap, schakelaar, enzovoort, veel voorkomende toepassingen van het differentiële versterkercircuit.
Voor meer informatie over versterkerschakelingen en differentiaalversterkertoepassingen kunt u ons benaderen door uw vragen, suggesties, ideeën, opmerkingen te plaatsen en ook te weten hoe u moet ontwerpen elektronica projecten alleen in de comments hieronder.
