Дифференциа́льный усили́тель — электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу . Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей .

Выходной сигнал дифференциального усилителя может быть как однофазным, так и дифференциальным. Это определяется схемотехникой .

Транзисторы дифференциального усилителя могут быть биполярными , полевыми или баллистическими . Наиболее высокочастотными ( ТГц диапазон ) являются дифференциальные усилители на интегральной паре баллистических транзисторов .

Дифференциальный усилитель

Для предварительного усиления слабого дифференциального сигнала в высокоточных системах от усилителя требуются высокие параметры точности коэффициента усиления , и во многих случаях также большое входное сопротивление . Точность коэффициента усиления обычно обеспечивают применением глубокой отрицательной обратной связи , охватывая ею операционный усилитель . Однако дифференциальный усилитель на базе одного операционного усилителя не обеспечивает высокого входного сопротивления порядка нескольких мега ом , поэтому зачастую применяют сборку, аналогичную изображённой на схеме. Здесь входное дифференциальное напряжение (V2-V1) подаётся на неинвертирующий вход операционного усилителя, который не используется для создания обратной связи , а собственное входное сопротивление прецизионных операционных усилителей составляет значения порядка нескольких сотен мегаом. Инструментальные дифференциальные усилители применяются для точного съёма напряжений с плеч электронного моста и других датчиков с малым выходным импедансом . Промышленностью выпускаются микросхемы, подобные приведённой схеме, с дополнительными возможностями по настройке коэффициента усиления, шумов и частотной коррекции .

Применение

Дифференциальный усилитель необходим в случаях, когда информацию несёт не абсолютное значение напряжения в некоторой точке (относительно уровня заземления ), а разность напряжений между двумя точками. Характерным примером является , включенный последовательно с исследуемой цепью.

Следует использовать дифференциальные усилители всегда, когда возможно наличие синфазных помех в сигнале. Например, при измерении электрических потенциалов, снимаемых с определённых точек живого организма: при снятии электрокардиограммы, электроэнцефалографии и подобных методах исследования. Обычно необходимо также использовать специальные линии передачи сигналов, например, экранированную двухпроводную линию для передачи сигнала с микрофона (применяется, например, в линиях с разъёмом XLR ).

• С 1960-х годов дифференциальный усилитель применяется в цифровых микросхемах с эмиттерно-связанной логикой (ЭСЛ).
• Дифференциальный усилитель применяется в эмиттерно-связанных триггерах Шмитта .
• , Ячейка Гилберта .

См. также

• Применение операционных усилителей .
• Измерительный усилитель .
• Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ).
• Дифференциальное включение .

Примечания

Ссылки

• 3.2. Дифференциальный усилитель
• 3.14.1. Дифференциальные усилители
• Работа 4.1 Дифференциальные усилители на биполярных транзисторах (недоступная ссылка)
• 4. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ