07. Realizarea unui amplificator diferenţial

Acasă » Electronică analogică » 06 - Amplificatorul operaţional

Un amplificator fără reacţie negativă este deja un amplificator diferenţial, amplificând diferenţa de tensiune dintre cele două intrări. Totuşi, factorul său de amplificare nu poate fi controlat şi este de obicei prea mare pentru orice aplicaţie practică. Folosirea reacţiei negative în circuitele cu AO a dus la „pierderea” unei intrări, amplificatorul rezultat putând fi folosit doar pentru amplificarea unui singur semnal de intrare.

Circuitul amplificatorului diferenţial

Putem însă construi un circuit cu AO, menţinând ambele intrări, dar cu un factor de amplificare controlat de elemente (rezistori) externe.

Amplificarea în tensiune unitară

Dacă valorile tuturor rezistorilor sunt egale, acest amplificator va avea o amplificare diferenţială a tensiunii de 1. Analiza acestui circuit este practic identică cu cea a unui amplificator inversor, cu diferenţa că tensiunea pe intrarea ne-inversoare (+) a AO este egală cu o fracţiune din V₂, şi nu este conectată la masă cum era cazul amplificatorului inversor. Prin urmare, V₂ reprezintă semnalul pe intrarea ne-inversoare, iar V₁ reprezintă semnalul pe intrarea inversoare.

Amplificarea în tensiune ne-unitară

Dacă dorim realizarea unei amplificări diferenţiale de tensiune diferită de 1, va trebui să ajustăm valorile ambelor divizoare de tensiune. Acest lucru necesită multiple schimbări ale rezistorilor şi echilibrarea celor doi divizori de tensiune pentru funcţionarea simetrică a circuitului, ceea ce nu este foarte practic.

Cuplarea repetoarelor de tensiune la intrare

O altă limitare a acestui circuit este faptul că impedanţele sale de intrare sunt mici în comparaţie cu alte configuraţii cu AO, în special amplificatorul ne-inversor (cu o singură intrare). Fiecare sursă de tensiune de intrare trebuie să genereze curenţi prin rezistori, ceea ce contribuie la o impedanţă mult mai mică decât impedanţa de intrare a unui AO „pur”. Soluţia la această problemă, din fericire, este destul de simplă. Tot ceea ce trebuie să facem este să trecem fiecare semnal de intrare printr-un repetor de tensiune.

De data aceasta, semnalele de intrare V₁ şi V₂ sunt conectate direct la intrările celor două AO repetoare de tensiune, rezultând o impedanţă foarte mare de intrare. Cele două AO din stânga sunt folosite pentru generarea curentului (prin intermediul unei surse de tensiune de c.c. exterioare) necesar prin rezistori în locul surselor de tensiune de la intrare.