Использование дифференциального усилителя

Когда выходной сигнал представляет собой разность двух сигналов измерительной схемы, то его обработку производят используя обычно дифференциальный усилитель. Типичный диф­ференциальный усилитель (рис. 4.15) состоит из двух усилитель­ных каскадов — инвертирующего с усилением –A1,вход кото­рого обозначен знаком минус, и неинвертирующего с усилением А2, вход которого обозначен знаком плюс (значения А1 и А2 должны быть по возможности равны друг другу), и сумматора выходных напряжений этих каскадов.

Напряжение v₀ на выходе дифференциального усилителя в функции напряжений v+ и v-, приложенных соответственно к его входам + и -, определяется выражением

или с учетом, и

Коэффициент усиления разности входных напряжений (диффе­ренциальный коэффициент усиления) равен

а коэффициент усиления постоянной составляющей

Таким образом, постоянная составляющая выходного напря­жения дифференциального усилителя тем меньше, чем ближе друг к другу по абсолютному значению коэффициенты усиления

обоих каналов A1 и А2.

Напряжение на выходе уси­лителя можно записать в виде

и, подставляя параметр , ха­рактеризующий степень оcлабления постоянной составляющей.

представить как

Дифференциальный усилитель характеризуется входным им­педансом Z, -между каждым входом и массой усилителя и дифференциальным импедансом Z_d между двумя входами.

Паразитная э.д. с. ей в общей шине вызывает появление на­пряжений с»дг+ и v_M- на входах усилителя («рис. 4.16), завися­щих, в том числе, от сопротивлений Ru и /?«усилителя двух подводящих проводов.

Сопротивления этих проводов должны быть уравновешены, т. е., , с тем чтобы напряжения vm+ и v_m~ оказались равными друг другу. В противном случае, при неравенстве ом+ «Vm~. их разность v_M+—v_M- будет усиливаться как дифферен­циальное напряжение.

Кроме того, необходимо соблюдать условия \Z_d\, и при fjf+=fM- и, и входные напряжения будут не­зависимы от импедансов источника и проводов и соответствен­но от изменений этих импедансов.