什么是差分放大器？有什么作用？

电脑 2023-09-06

差分放大电路对共模输入信号有很强的抑制能力，对差模信号却没有多大的影响，因此差分放大电路一般做集成运算的输入级和中间级，可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响，如温度噪声等。你可以去找一些集成电路看一下，第一级基本上都是差分放大。

所有放大电路都有一个明显的特点，就是它们只是放大某一个电势点，另一个电势点是默认接地的。而有时我们需要放大电压的两端电势没有一个接地的，那么这个时候，上述所有放大电路将不再适用。我文章一开头提到的采样步进电机电流，就是这种情况，这个时候就是差分放大电路登场的时间了。

在使用差分放大电路时，有一点需要特别地注意，不仅|k*(U1-U2)|<15（最好是小于13V左右，取得比较好的效果），而且Un与Up应该也要小于15v，否则放大不会工作在线性区，导致电路非正常工作。

扩展资料：

差放的外信号输入分差模和共模两种基本输入状态。当外信号加到两输入端子之间，使两个输入信号Vi1、Vi2的大小相等、极性相反时，称为差模输入状态。此时，外输入信号称为差模输入信号，以Vid表示，且有:

当外信号加到两输入端子与地之间，使Vi1、Vi2大小相等、极性相同时，称为共模输入状态，此时的外输入信号称为共模输入信号，以Vic表示，且 :

当输入信号使Vi1、Vi2的大小不对称时，输入信号可以看成是由差模信号Vid和共模信号Vic两部分组成，其中动态时分差模输入和共模输入两种状态。

差放有两个输入端子和两个输出端子，因此信号的输入和输出均有双端和单端两种方式。双端输入时，信号同时加到两输入端；单端输入时，信号加到一个输入端与地之间，另一个输入端接地。

双端输出时，信号取于两输出端之间；单端输出时，信号取于一个输出端到地之间。因此，差分放大电路有双端输入双端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入单端输出四种应用方式。上面两个电路均为双端输入双端输出方式。

参考资料：百度百科——差分放大电路

差动放大器就是差分放大器。差模输入信号一般是有益的信号，共模信号一般是有害的信号。顾名思义，差动放大器的作用就是放大差分信号，抑制共模信号。

由于标准运算放大器有两个输入，反相和非反相，我们也可以同时将信号连接到这两个输入，从而产生另一种常见类型的运算放大器电路，称为差分放大器。

基本上，正如我们在第一个关于运算放大器的教程中看到的那样，所有运算放大器都是“差分放大器”，因为它们的输入配置。但是，通过将一个电压信号连接到一个输入端子并将另一个电压信号连接到另一个输入端子，所得到的输出电压将与两个输入电压信号V1和V2之间的“差”成比例。

然后差分放大器放大两个电压之间的差异，使这种类型的运算放大器电路成为减法器，这与将输入电压相加或相加的求和放大器不同。这种类型的运算放大器电路通常称为差分放大器配置，如下所示：

通过将每个输入依次连接到 0v 地，我们可以使用叠加来求解输出电压Vout。那么差分放大器电路的传递函数为：

当电阻器R1 = R2和R3 = R4时，差分放大器的上述传递函数可以简化为以下表达式：

如果所有电阻器的欧姆值都相同，即：R1 = R2 = R3 = R4，则电路将成为单位增益差分放大器，放大器的电压增益将恰好为 1 或单位。那么输出表达式就是Vout = V2– V1。

另请注意，如果输入V1高于输入V2，则输出电压总和将为负，如果V2高于V1，则输出电压总和将为正。

差分放大电路又称为差动放大电路。当该电路的两个输入端的电压有差别时，输出电压才有变动，因此称为差动。差分放大电路是由静态工作点稳定的放大电路演变而来的。他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。

电路的作用

传递和处理信号。电路的组成主要包括电源、负载和中间环节三个。最简单的电路，是由电源，用电器负载，导线，开关等元器件组成。电源是提供电能的设备。电源的功能是把非电能转变成电能。例如，电池是把化学能转变成电能。发电机是把机械能转变成电能。

差分放大器是典型的直流放大电路基本形式，是运算放大器的前级电路，主要的特点是具有抑制零点漂移作用，是放大直流信号和缓慢变化信号的电路。

一个直流放大器，可以放大差模输入信号。大小相等极性相反的信号加在两个输入端。大小不等极性相反的两个信号也是差模信号，加在两个输入端也是会变成.极性相反大小相等的信号，因为电路是对称的，两个输入端同时接2个信号会被平均分摊到两边。

大小不等极性相同的信号也是差模信号，只不过两个信号的差值才是真正被电路放大的。

对于共模信号有抑制作用，是指两个差分对管同时感受环境温度上升时三极管内部穿透电流增大的数值，两个三极管同时上升就是共模，不改变放大器的输出和零点，就是能够抑制零点漂移的意思。

下面以差分放大电路的单端输入单端输出电路为例，看看是怎样工作的，电路如图：

差分放大电路的单端输入单端输出电路是不平衡的差分电路，输入有一端接地，一端接输入信号，输出也是从一边的集电极输出，一端接地。这种情况下的电压放大倍数如果精确计算是比较复杂的，可以估算：K=1/2*β*RL~/(RB+rbe)

式中RL~=RC//RL

可以看出，单端输入单端输出电路比双端输入双端输出电路的放大倍数小一半。