Linear 差分放大器:介紹和作用
Linear 差分放大器:介紹和作用
Linear 差分放大器是一種用于摹擬電路中的基本放大器類型,由 Linear Technology 公司(現(xiàn)已被 Analog Devices 收購)等半導(dǎo)體制造商生產(chǎn)?以其優(yōu)良的性能,比如可以高輸入共模電壓?高共模抑制比 (CMRR) 和低噪聲等特點各種運用,有著著非常的重要的作用?
差分放大器的基本原理
差分放大器的工作原理基于差分信號的放大?與單端放大器只放大一個輸入信號相對地的電壓不同,差分放大器放大兩個輸入信號之間的電壓差,即差模電壓?這類工作方式賦予了差分放大器以下幾個明顯優(yōu)勢:
抑制共模噪聲: 差分放大器對兩個輸入端出現(xiàn)的相同信號(共模信號)能夠很強的抑制能力?這類能力被稱為共模抑制比 (CMRR),以分貝 (dB) 為單位表示?CMRR 越高,放大器抑制共模噪聲的能力越強? 現(xiàn)實世界中的信號傳輸進程中常常會耦合進各種噪聲,比如可以電源噪聲?電磁干擾等,這些噪聲以共模信號的情勢出現(xiàn)?這樣看來,差分放大器的高 CMRR 特性使其在噪聲環(huán)境下能夠明顯優(yōu)勢,可以提高信號的信噪比?
下降輸入偏移電壓: 理想的差分放大器對兩個輸入真?zhèn)€響應(yīng)應(yīng)當(dāng)完全相同?實際的差分放大器制造工藝的限制,兩個輸入端之間存在著微小的差異,這會致使輸出電壓在輸入電壓為零時不為零,這類現(xiàn)象被稱為輸入偏移電壓?差分放大器可以通過內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外部調(diào)理電路來下降輸入偏移電壓,從而提高系統(tǒng)的精度?
提升差分輸入的增益: 差分放大器可以將微弱的差分信號放大到可以被后續(xù)電路處理的水平?比如可以傳感器運用,傳感器輸出的信號常常非常微弱,經(jīng)過放大才能進行后續(xù)的信號處理和分析?差分放大器的高增益特性使其成為傳感器信號放大的理想選擇?
Linear 差分放大器的運用
Linear 差分放大器用于各種領(lǐng)域,包含了:
數(shù)據(jù)收集系統(tǒng): 在數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),差分放大器用于放大傳感器輸出的微弱信號,并將其轉(zhuǎn)換為可被模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 轉(zhuǎn)換的電壓范圍?比如可以,凌力爾特公司推出的33MHz?低噪聲?軌至軌輸入和輸出的ADC 驅(qū)動器LT6350,該器件在僅350ns 內(nèi)便可穩(wěn)定至16 位,就使用差分放大器來驅(qū)動ADC?
通訊系統(tǒng): 差分放大器在通訊系統(tǒng)中用于放大和均衡接收到的信號,以補償信號傳輸進程中的衰減和失真?比如可以光通訊系統(tǒng),差分放大器被用于放大光電二極管輸出的微弱電流信號,并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號?
音頻放大器: 差分放大器可以構(gòu)成高性能的音頻放大器,比如可以TPA6211A1,用于驅(qū)動揚聲器或耳機?差分結(jié)構(gòu)可以可以抑制電源噪聲和共模干擾,從而提高音頻信號的質(zhì)量?
測試丈量儀器: 差分放大器是許多測試丈量儀器的核心組件,比如可以示波器?數(shù)字萬用表等?可以用于放大和丈量各種信號,比如可以電壓?電流?溫度等?
Linear 差分放大器的選擇
選擇適合的 Linear 差分放大器斟酌以下因素:
增益帶寬積: 增益帶寬積是衡量放大器性能的重要指標(biāo),表示放大器在保持一定增益的情況下可以工作的最高頻率?
輸入共模電壓范圍: 輸入共模電壓范圍是指放大器可以正常工作的輸入共模電壓范圍?
共模抑制比 (CMRR): CMRR 越高,放大器抑制共模噪聲的能力越強?
噪聲: 放大器本身的噪聲會下降信號的信噪比,這樣看來選擇低噪聲的放大器?
功耗: 在一些對功耗敏感的運用,選擇低功耗的放大器?
Linear 差分放大器是摹擬電路中的重要組件,優(yōu)良的性能使其成為各種運用的理想選擇?技術(shù)的不斷發(fā)展,Linear 差分放大器將會在更多領(lǐng)域得到運用?
