20. L'amplificador diferencial¶

Aquest circuit amplificador té dues entrades simètriques. La diferència de tensió entre aquestes dues entrades s’amplifica per produir una sortida amb la diferència amplificada. D’aquí el nom de l’amplificador diferencial.

La retroalimentació del circuit és negativa i prové de la resistència R2.

Esquema d’amplificadors diferencials.¶

Guanyar càlcul¶

La fórmula de guany d’aquest amplificador és la següent:

$V_{out} = ( V_{in2} - V_{in1} ) \cdot \left( \cfrac{R_2}{R_1} \right)$

Tenint en compte que la resistència r1 '= r1 i que la resistència r2' = r2.

A la pràctica és important que les resistències R1 i R1 'i R2 i R2' tinguin un valor el més a prop possible, per evitar que les tensions comunes de les entrades s’amplifiquin i que només s’amplifiqui la diferència entre les tensions d’entrada.

Resistència a l’entrada i a la sortida¶

Val la pena la resistència a l’entrada d’entrada:

$R_ {in} = r1 + r2$

I val la resistència a les diferències de tensió d’entrada:

$R_ {in} = 2 \ cdot r1$

La resistència a la sortida serà molt baixa, idealment zero, perquè la sortida està directament connectada a la sortida de l'amplificador operatiu.

Simulació¶

A la següent simulació podem veure un amplificador diferencial que arriben dues tensions d’entrada. Un sinus, V1, la tensió d’entrada és comuna a les dues entrades i la seva tensió no s’amplifica. L’altra tensió triangular, V2, representa la diferència entre les dues tensions d’entrada i s’amplifica a la sortida.

Exercicis¶

Dibuixa l’esquema d’un amplificador diferencial ideal. Afegiu la fórmula de guany diferencial sota el dibuix.
Quin tipus de retroalimentació té l'amplificador diferencial? Quina resistència la determina?
Quina funció té un amplificador diferencial? Què no amplifica un amplificador diferencial?
Amb la fórmula de guany, calculeu el guany que ha de tenir l’amplificador diferencial simulat.
Modifica la simulació de l'amplificador diferencial de manera que la resistència R1 té un valor lleugerament inferior, 9k. Què passa amb la tensió de sortida del circuit?
Amb l’ajuda del simulador de circuits <../ circuit/? StartCircuit = buits.txt>`__ dibuixar un amplificador diferencial basat en un amplificador operatiu ideal. La resistència a l’entrada diferencial ha de valer 100k ohms. El guany diferencial ha de valer 10.

Afegiu un generador de tensió sinoidal de 0,1 volt màxim entre les entrades. Comproveu que la sortida de tensió val 1 volt màxim.