差分操作放大电路,有效抑制共模信号,只放大差分信号,应用广泛。
1.下图显示了差异电路的电路构型

:采集处理电压,如系统中母线电压的采集处理、交流电压的采集处理等。
:为了获得适合运输处理的电压,需要分压高压信号,如图所示V1与V两端的电压经过分压处理,最终得到适合运输的电压Vin 与Vin-。
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①反馈,对于操作放大电路,在线区域,所以这里必须是负反馈,没有反馈(开放)或正反馈,是比较器电路而不是放大电路,此时在饱和区域或非线性工作区域,由于饱和,输出是电源电压的范围。
如下图是一种带正反馈的运放电路,这里就不能叫运算放大电路了,因为运放的开环放大倍数理想是无限大,当然实际中不可能无限大,所以如下结构是迟滞电压比较器,运放工作在非线性区或饱和区。

如下图所示,它仍然是电压比较器的结构。如上所述,运输和释放的开环增益很大,没有负反馈。工作就像非线性区域,用作电压比较器。

操作放大器,反馈电阻从输出到反相端"-"这是负反馈。当然,当输出信号不超过电源电压时(注:所有信号的能源都是电源,当然,输出不能超过电源振幅值),功能是放大信号的功能;接收同一端" "是正反馈,电路功能是电压比较器。当然,在实践中,我们并不提倡使用电压比较器,而是选择特殊的比较器,如LM339、LM393、LM211等,因为比较器和内部设备在实践中的工作状态是不同的。
比较器连接限流电阻—"R74、R77",这是因为当振幅值切换时,比较器沿着后容性负载快速上升或下降,这个充放电电流确实来自这个有源设备——比较器,所以限制流电阻的目的是防止电流冲击。
:可酌情调整,防止输出过冲等信号失真
2差分输入电压的计算
以下电路,为便于计算,我们给出了每个电阻值,差分电路的另一个特点是对称性,R40=R56以及R47=R55.差分道路的电阻相等。

Vin 和Vin-如何计算值,我们先通过繁琐的计算得到,然后简化计算
首先,使用同相端5引脚和反相端6引脚"虚短"系数6是指6个100k电阻简化方便

然后通过分压关系得到分压关系Vin

通过分压关系再次获得分压关系Vin-


那么就得到Vin - Vin-的值
事实上,还有一种简单的方法可以得到它Vin - Vin-利用运输的虚短特性,可以等效电路


所以要计算Vin -Vin-值,变得容易,只是一个简单的分压电路,计算如下


差分电压输入值为0.84V
3差分放大电路的计算

计算公式推导仍遵循运输和放置的虚短和虚断特性R56=R40,R47=R55时,差分计算可简化为:

在实际应用电路中,为了简化计算,我们也使用了最简单的计算方法,经常使用电路也使用上述电路,使电阻相等,简化计算。
4放大电路的"偏移计算"
为什么要偏移输出电压?这是因为当您收集负值时,我们的采样芯片和MCU当负值采样几乎不支持时,必须偏移,使输出始终为正值。
如下图所示,偏移电路在原相端电阻接地GND在我们连接一个电压值的地方,通常称为偏移电压,那么最终表达式是什么呢?

最终通过叠加定理获得

这里公式的建立,保证R64=R72,R73=R57.最终偏移公式是在原始基础上增加电压偏移2.5V_Ref

只要根据实际应用选择合适的偏移量,输出总会为一个正值
比如,如下电路,输入电压变为-100V,那么最终输出电压就为


这样就将负电压偏移为正电压,处理器符合处理器处理要求了,偏移电路在采集如交流电、以及存在负直流电压的控制电路中广泛使用。