Die Operationsverstärker werden kurz als Operationsverstärker bezeichnet und auch als Differenzverstärker bezeichnet. Der Operationsverstärker wird typischerweise als Differenzverstärker in verschiedenen elektrischen und elektronischen Schaltungen verwendet. Diese Operationsverstärker können zur Durchführung von Filter-, Signalkonditionierungs- und mathematischen Operationen verwendet werden. Das elektrische und elektronische Komponenten B. Widerstände und Kondensatoren werden an den Eingangs- oder / und Ausgangsanschlüssen des Operationsverstärkers verwendet. Die Ergebnisse der Verstärkerfunktion, der Vorteil der Widerstandsrückkopplung oder kapazitive Rückkopplungskonfigurationen werden durch diese Komponenten reguliert. Somit kann der Verstärker verschiedene Operationen ausführen, daher wird er als Operationsverstärker bezeichnet. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über die Differenzverstärkerschaltung und ihre Funktionsweise
Was ist ein Differenzverstärker?
Das elektronischer Verstärker zur Verstärkung der Differenz zwischen zwei Eingangssignalen kann als Differenzverstärker bezeichnet werden. Im Allgemeinen bestehen diese Differenzverstärker aus zwei Anschlüssen, nämlich einem invertierenden Anschluss und einem nicht invertierenden Anschluss. Diese invertierenden und nicht invertierenden Klemmen sind mit - bzw. + dargestellt.
Differenzverstärkerschaltung
Der Differenzverstärker kann als analoge Schaltung betrachtet werden, die aus zwei Eingängen und einem Ausgang besteht. Die Differenzverstärkerschaltung kann wie in der folgenden Abbildung dargestellt dargestellt werden.
Differenzverstärker
Die Ausgangsspannung eines Differenzverstärkers ist proportional zur Differenz zwischen den beiden Eingangsspannungen. Dies kann in Gleichungsform wie folgt dargestellt werden:
Wobei A = Verstärkung des Verstärkers.
Differenzverstärkerschaltung mit Transistoren
Der Differenzverstärker Schaltung mit Transistoren kann wie in der folgenden Abbildung dargestellt konstruiert werden, die aus zwei Transistoren T1 und T2 besteht. Diese Transistoren und Widerstände werden wie im Schaltplan gezeigt angeschlossen.
Schaltung mit Transistoren
In der Differenzverstärkerschaltung befinden sich zwei Eingänge I1 & I2 und zwei Ausgänge V1out & V2out. Der Eingang I1 wird an den Basisanschluss des Transistors T1 angelegt, der Eingang I2 wird an den Basisanschluss des Transistors T2 angelegt. Die Emitteranschlüsse des Transistors T1 und des Transistors T2 sind mit einem gemeinsamen Emitterwiderstand verbunden. Somit beeinflussen die beiden Eingangssignale I1 und I2 die Ausgänge V1out und V2out. Die Differenzverstärkerschaltung besteht aus zwei Versorgungsspannungen Vcc und Vee, es gibt jedoch keinen Erdungsanschluss. Auch bei Einzelspannungsversorgung kann die Schaltung wie vorgesehen einwandfrei betrieben werden (ähnlich bei Verwendung von zwei Versorgungsspannungen). Daher sind die entgegengesetzten Punkte der positiven und negativen Spannungsversorgung Spannungsversorgung sind mit der Erde verbunden.
Arbeiten
Die Funktionsweise des Differenzverstärkers kann leicht verstanden werden, indem ein Eingang (z. B. bei I1, wie in der folgenden Abbildung gezeigt) angegeben wird, der an beiden Ausgangsanschlüssen einen Ausgang erzeugt.
Verstärker funktioniert
Wenn das Eingangssignal (I1) der Basis des Transistors T1 zugeführt wird, tritt über dem Widerstand, der mit dem Kollektoranschluss des Transistors T1 verbunden ist, ein hoher Spannungsabfall auf, der weniger positiv wird. Wenn der Basis des Transistors T1 kein Eingangssignal (I1) zugeführt wird, tritt an dem an den Kollektoranschluss des Transistors T1 angeschlossenen Widerstand ein geringer Spannungsabfall auf, der positiver wird. Wir können also sagen, dass der invertierende Ausgang, der über dem Kollektoranschluss des Transistors T1 erscheint, auf dem Eingangssignal I1 basiert, das am Basisanschluss von T1 geliefert wird.
Wenn T1 durch Anlegen des positiven Werts von I1 eingeschaltet wird, steigt der durch den Emitterwiderstand fließende Strom an, wenn der Emitterstrom und der Kollektorstrom nahezu gleich sind. Wenn also die Spannung am Emitter abfällt Widerstand steigt dann geht der Emitter beider Transistoren in eine positive Richtung. Wenn der Transistor-T2-Emitter positiv ist, ist die Basis von T2 negativ und in diesem Zustand ist die Stromleitung geringer.
Somit tritt an dem am Kollektoranschluss des Transistors T2 angeschlossenen Widerstand ein geringerer Spannungsabfall auf. Daher wird für den gegebenen positiven Eingangssignalkollektor von T2 eine positive Richtung eingeschlagen. Wir können also sagen, dass der nichtinvertierende Ausgang, der über dem Kollektoranschluss des Transistors T2 erscheint, auf dem Eingangssignal basiert, das an der Basis von T1 angelegt wird.
Die Verstärkung kann differentiell angesteuert werden, indem ein Ausgang zwischen den Kollektoranschlüssen der Transistoren T1 und T2 genommen wird. Unter Verwendung des obigen Schaltplans werden unter der Annahme, dass alle Eigenschaften der Transistoren T1 und T2 identisch sind und wenn die Basisspannungen Vb1 gleich Vb2 sind (die Basisspannung des Transistors T1 ist gleich der Basisspannung des Transistors T2), die Emitterströme beider Transistoren gleich sind gleich (Iem1 = Iem2). Somit ist der Gesamtemitterstrom gleich der Summe der Emitterströme von T1 (Iem1) und T2 (Iem2).
Somit kann der Emitterstrom als angesteuert werden
Somit bleibt der Emitterstrom unabhängig vom hfe-Wert der Transistoren T1 und T2 konstant. Wenn die an die Kollektoranschlüsse von T1 und T2 angeschlossenen Widerstände gleich sind, sind auch ihre Kollektorspannungen gleich.
Anwendungen
Die Anwendungen von Differenzverstärkern umfassen Folgendes.
Es gibt zahlreiche Differenzverstärkeranwendungen In praktischen Schaltungen sind Signalverstärkungsanwendungen, die Steuerung von Motoren und Servomotoren, emittergekoppelte Eingangsstufenlogik, Schalter usw. übliche Anwendungen der Differenzverstärkerschaltung.
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