差分運算放大電路，對共模信號得到有效抑制,，而只對差分信號進行放大，因而得到廣泛的應(yīng)用,。
1,、如下圖是差分電路的電路構(gòu)型
目標(biāo)處理電壓：是采集處理電壓，比如在系統(tǒng)中像母線電壓的采集處理,，還有像交流電壓的采集處理等,。
差分同相/反相分壓電阻：為了得到適合運放處理的電壓，需要將高壓信號進行分壓處理,，如圖中V1與V2兩端的電壓經(jīng)過分壓處理,，最終得到適合運放處理的電壓Vin+與Vin-。
?、俜答?，對于運算放大電路來說，運放工作在線性區(qū),，所以這里一定是負(fù)反饋,，沒有反饋（開環(huán)）或者是正反饋，那是比較器電路而不是放大電路,，這時候運放工作在飽和區(qū)或稱為非線性工作區(qū),，正因為飽和，輸出才是電源電壓的幅值,。
如下圖是一種帶正反饋的運放電路,，這里就不能叫運算放大電路了，因為運放的開環(huán)放大倍數(shù)理想是無限大,，當(dāng)然實際中不可能無限大,，所以如下結(jié)構(gòu)是遲滯電壓比較器，運放工作在非線性區(qū)或飽和區(qū),。
如下圖,，依然是電壓比較器結(jié)構(gòu),，上面已經(jīng)提到，運放開環(huán)增益很大,，不帶負(fù)反饋,，工作就如非線性區(qū)，當(dāng)做電壓比較器來使用,。
運算放大器,，反饋電阻從輸出接到反相端“-”就是負(fù)反饋，當(dāng)然在輸出信號不超過電源電壓時（注：一切信號的能量來源是電源,，輸出當(dāng)然不可能超過電源幅值）,，實現(xiàn)的功能就是放大信號的功能；接到同相端“+”就是正反饋,，電路功能是電壓比較器,。當(dāng)然在實際當(dāng)中我們并不提倡用運放去做電壓比較器，而是選用專用的比較器,，如LM339,、LM393、LM211等,，因為比較器和運放在實際當(dāng)中內(nèi)部器件的工作狀態(tài)還是有區(qū)別的,。
比較器接了限流電阻—“R74、R77”,，這是因為比較器在幅值切換時,，快速上升或下降沿對后級容性負(fù)載進行充放電，這個充放電電流確來自這個有源器件—比較器,，因此加限流電阻目的是防止電流沖擊,。
RC濾波：可以酌情調(diào)節(jié)，目的是防止輸出過沖等信號失真問題
2差分輸入電壓的計算
如下電路,，為了便于計算,，我們給定每個阻值，差分電路的另一個特點是對稱性,，R40=R56以及R47=R55，差分分壓兩個之路電阻也是相等的,。
Vin+和Vin-的值是如何計算的,，我們先通過繁瑣的計算來得到，然后再簡化計算
首先,，運放的同相端5引腳和反相端6引腳,，利用“虛短”得到，其中系數(shù)6是指6個100k的電阻,，方便簡化式子
那么通過分壓關(guān)系得到Vin+
再次通過分壓關(guān)系得到Vin-
那么就得到Vin+ - Vin-的值
其實還有一種簡單方法得到Vin+ - Vin-的值,，利用運放的虛短特點,，可將電路等效為
所以要計算Vin+ -Vin-的值，變得很容易,，只是一個簡單的分壓電路而已,，如下計算得到
得到差分電壓輸入值是0.84V
3差分放大電路的計算
計算公式推導(dǎo)，依舊遵循運放的虛短和虛斷特性,，當(dāng)R56=R40,，R47=R55時，差分計算可以簡化為：
實際應(yīng)用電路中,，我們?yōu)榱撕喕嬎?，也是用最簡方法計算，?jīng)常使用電路也是使用上述電路,，令電阻相等關(guān)系,，簡化計算。
4放大電路的“偏移計算”
為什么要對輸出電壓進行偏移,，這是因為如當(dāng)你采集負(fù)值時,，我們的采樣芯片和MCU幾乎都不支持負(fù)值采樣的時候，你就必須進行偏移,，使得輸出總是為正值,。
偏移電路，如下圖,，在原來同相端電阻接地GND的地方,，我們接一個電壓值，通常也稱為偏移電壓,，那么最終表達式是什么,。
通過疊加定理最終得到
這里公式的成立，保證R64=R72,，R73=R57,，那么最終得到偏移公式是在原來基礎(chǔ)上加個電壓偏移量2.5V_Ref
只要根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的偏移量，輸出總會為一個正值
比如,，如下電路,，輸入電壓變?yōu)?100V，那么最終輸出電壓就為
這樣就將負(fù)電壓偏移為正電壓,，處理器符合處理器處理要求了,，偏移電路在采集如交流電、以及存在負(fù)直流電壓的控制電路中廣泛使用,。
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