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Linear差分放大器介绍和作用?

时间:2024-10-22 阅读量:33

Linear 差分放大器:介绍和作用

Linear 差分放大器:介绍和作用


Linear 差分放大器是一种用于摹拟电路中的基本放大器类型,由 Linear Technology 公司(现已被 Analog Devices 收购)等半导体制造商生产。以其优良的性能,比如可以高输入共模电压、高共模抑制比 (CMRR) 和低噪声等特点各种运用,有着着非常的重要的作用。


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号的放大。与单端放大器只放大一个输入信号相对地的电压不同,差分放大器放大两个输入信号之间的电压差,即差模电压。这类工作方式赋予了差分放大器以下几个明显优势:


  1. 抑制共模噪声: 差分放大器对两个输入端出现的相同信号(共模信号)能够很强的抑制能力。这类能力被称为共模抑制比 (CMRR),以分贝 (dB) 为单位表示。CMRR 越高,放大器抑制共模噪声的能力越强。 现实世界中的信号传输进程中常常会耦合进各种噪声,比如可以电源噪声、电磁干扰等,这些噪声以共模信号的情势出现。这样看来,差分放大器的高 CMRR 特性使其在噪声环境下能够明显优势,可以提高信号的信噪比。

  2. 下降输入偏移电压: 理想的差分放大器对两个输入真个响应应当完全相同。实际的差分放大器制造工艺的限制,两个输入端之间存在着微小的差异,这会致使输出电压在输入电压为零时不为零,这类现象被称为输入偏移电压。差分放大器可以通过内部电路结构和外部调理电路来下降输入偏移电压,从而提高系统的精度。

  3. 提升差分输入的增益: 差分放大器可以将微弱的差分信号放大到可以被后续电路处理的水平。比如可以传感器运用,传感器输出的信号常常非常微弱,经过放大才能进行后续的信号处理和分析。差分放大器的高增益特性使其成为传感器信号放大的理想选择。


Linear 差分放大器的运用


Linear 差分放大器用于各种领域,包含了:


  1. 数据收集系统: 在数据收集系统,差分放大器用于放大传感器输出的微弱信号,并将其转换为可被模数转换器 (ADC) 转换的电压范围。比如可以,凌力尔特公司推出的33MHz、低噪声、轨至轨输入和输出的ADC 驱动器LT6350,该器件在仅350ns 内便可稳定至16 位,就使用差分放大器来驱动ADC。

  2. 通讯系统: 差分放大器在通讯系统中用于放大和均衡接收到的信号,以补偿信号传输进程中的衰减和失真。比如可以光通讯系统,差分放大器被用于放大光电二极管输出的微弱电流信号,并将其转换为电压信号。

  3. 音频放大器: 差分放大器可以构成高性能的音频放大器,比如可以TPA6211A1,用于驱动扬声器或耳机。差分结构可以可以抑制电源噪声和共模干扰,从而提高音频信号的质量。

  4. 测试丈量仪器: 差分放大器是许多测试丈量仪器的核心组件,比如可以示波器、数字万用表等。可以用于放大和丈量各种信号,比如可以电压、电流、温度等。


Linear 差分放大器的选择


选择适合的 Linear 差分放大器斟酌以下因素:


  1. 增益带宽积: 增益带宽积是衡量放大器性能的重要指标,表示放大器在保持一定增益的情况下可以工作的最高频率。

  2. 输入共模电压范围: 输入共模电压范围是指放大器可以正常工作的输入共模电压范围。

  3. 共模抑制比 (CMRR): CMRR 越高,放大器抑制共模噪声的能力越强。

  4. 噪声: 放大器本身的噪声会下降信号的信噪比,这样看来选择低噪声的放大器。

  5. 功耗: 在一些对功耗敏感的运用,选择低功耗的放大器。



Linear 差分放大器是摹拟电路中的重要组件,优良的性能使其成为各种运用的理想选择。技术的不断发展,Linear 差分放大器将会在更多领域得到运用。


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