只用一個OP放大器的基本差動放大器

只用一個OP放大器的基本差動放大器

電路的功能

圖A示出用單級電源E驅(qū)動的電阻橋式電路。我們以此為例對差動放大電路的工作加以說明。平衡輸入時E1和E2相等，各為E/2。有2被R2和R4分壓后加到同相輸入端。

因為OP放大器在線性范圍內(nèi)工作時，反相輸入端與同相輸入端同電位，所以E1被R1和R3分壓后的輸出電壓EO應(yīng)該等于零。
這里以R2/R1=R4/R2為前提條件，于是：

E1=E2，所以共模電壓輸出等于零。但實際上，由于電阻存在誤差，所以會有共模輸出。用差動增益和共模增益之比表示模抑制比（CMRR），其計算公式為：

在最壞的條件下（R1和R4的誤差為正負1%，R2和R3為負1%），CMRR值為48.8DB。

元件的選擇

若要提高CMRR值，則須選用高精度電阻。但由于這種電阻價格很高，所以本電路采用R4串聯(lián)可變電阻的辦法，仍選用誤差1%的金屬膜電阻。

741型OP放大器雖然可選用，但用于輸入信號很小的應(yīng)變儀時，則要選用低漂移的OP放大器。通常應(yīng)根據(jù)需要增加用于失調(diào)的可變電阻VR2，但是在橋式電路中，因為調(diào)整橋臂電阻以后，可以取得平衡，所以無須加VR2。

調(diào)整

首先用VR2進行失調(diào)調(diào)整。這時先將各輸入端接地。至于CMRR的調(diào)整，即便是DC放大器，也要用低頻振蕩器（100HZ~1KHZ）分別給各輸入端加數(shù)伏電壓，并用示波器觀測輸出，調(diào)整VR1，使輸出電壓最小。

當輸入大直流共模電壓時，使輸入端之間短路，然后重新置偏（VOS隨VOM而變）

應(yīng)用注意事項

因為由一個OP放大器構(gòu)成的差動放大器不能獲得高輸入電阻，所以還是在低阻抗（1千歐以下）的傳感器中采用這種電路比較安全。當需要高輸入電阻時，可使用儀表用差動放大器。

共模電壓范圍如不能限在正負10V以內(nèi)，這種差動放大電路就不能正確工作，應(yīng)予注意。隨著頻率的升高，共模抑制比也會逐漸下降，應(yīng)根據(jù)需要考慮是否采用高速OP放大器。

若將本電路放大倍數(shù)改為1（R1R2分別為100千歐），則變成減法電路，這是很容易理解的。若希望提高輸入阻抗，可將741OP放大器改為FET輸入型放大器，電路參數(shù)選得稍大一些。