差分电路的电路构型与计算，不会就点进来看看

在这篇文章中，小编将对差分电路的电路构型与计算的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、差分电路

差分电路是具有这样一种功能的电路。该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的 。

1）三极管有一个温度特性，温度升高的时候，集电极电流会上升，反之下降。

2）如果两个三极管的特性十分接近(配对),，温度变化的时候，两个管子的集电极电流变化也会基本相同。

为了消除温度对电路的影响，可以设计一个特殊的电路来消除。下图中是没有差分的，温度升高的时候，电极电流将上升，流过集电极电阻的电流也升高。这样一来，集电极电阻两端的电压也会升高，Vcc不变，从而导致集电极电压下降，U1下降了。假设下降了v。

结果总的输出为U1-U2-v。U2是接地的等于零.，所以输出为U1-v。由于受温度升高的的影响，输出下降了v，影响到了放大器的性能。

右图是带差分的，温度升高的时候，同样U1会下降，但同时U2也下降了，假设U1受温度影响下降了v1。

U2受温度影响下降了v2，结果总的输出为（U1-v1)-(U2-v2)。

如果可以保证两个差分管的性能基本一致(配对的一个方面)，那v1和v2应该相同，也就是v1=v2。

再看总的输出（U1-v1)-(U2-v2)=U1-v1-U2+v2=U1-U2+v2-v1，因为v2=v1，所以输出为U1-U2。

结果，由于受温度影响而产生的电压变化v1.v2被消除了。差分电路是具有这样一种功能的电路。该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。

二、差分电路的电路构型与计算

上图是差分电路。

目标处理电压：是采集处理电压，比如在系统中像母线电压的采集处理，还有像交流电压的采集处理等。 差分同相/反相分压电阻：为了得到适合运放处理的电压，需要将高压信号进行分压处理，如图1中V1与V2两端的电压经过分压处理，最终得到适合运放处理的电压Vin+与Vin-。差分放大电路 反馈，对于运算放大电路来说，运放工作在线性区，所以这里一定是负反馈，没有反馈（开环）或者是正反馈，那是比较器电路而不是放大电路，这时候运放工作在饱和区或称为非线性工作区，正因为饱和，输出才是电源电压的幅值。

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。

下图依然是电压比较器结构，上面已经提到，运放开环增益很大，不带负反馈，工作就如非线性区，当做电压比较器来使用。

运算放大器，反馈电阻从输出接到反相端“-”就是负反馈，当然在输出信号不超过电源电压时（注：一切信号的能量来源是电源，输出当然不可能超过电源幅值），实现的功能就是放大信号的功能，相关视频：看懂运算放大器原理。接到同相端“+”就是正反馈，电路功能是电压比较器。

当然在实际当中我们并不提倡用运放去做电压比较器，而是选用专用的比较器，如LM339、LM393、LM211等，因为比较器和运放在实际当中内部器件的工作状态还是有区别的。

比较器接了限流电阻—“R74、R77”，这是因为比较器在幅值切换时，快速上升或下降沿对后级容性负载进行充放电，这个充放电电流来自这个有源器件—比较器，因此加限流电阻目的是防止电流冲击。

RC滤波：可以酌情调节，目的是防止输出过冲等信号失真问题，相关文章推荐：各种滤波电路及原理。差分输入电压的计算

如下图电路，为了便于计算，我们给定每个阻值。

差分电路的另一个特点是对称性，R40=R56及R47=R55，差分分压两个支路电阻也是相等的。

Vin+和Vin-的值是如何计算的？ 我们先通过繁琐的计算来得到，然后再简化计算。

首先，运放的同相端5引脚和反相端6引脚，利用“虚短”得到，其中系数6是指6个100k的电阻，方便简化式子：

那么通过分压关系得到Vin+：

再次通过分压关系得到Vin-：

那么就得到Vin+减Vin-的值。

其实还有一种简单方法得到Vin+减Vin-的值，利用运放的虚短特点，可将电路等效为：

所以要计算Vin+减Vin-的值，变得很容易，只是一个简单的分压电路而已，如下计算得到：

得到差分电压输入值是0.84V。

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