Diferenciální zesilovač je elektronický zesilovač , jehož výstupní signál je úměrný rozdílu mezi dvěma vstupními signály.
Jedná se o komparátor lineárního a stejnosměrného proudu (jeho šířka pásma se rozšiřuje na nulu).
Základní struktura diferenciálního zesilovače zahrnuje dvě identické aktivní složky , z nichž společná část na vstupu a výstupu je připojena k prvku s konstantním proudem. Pokud se proud protékající jednou z větví zvyšuje, druhá musí nutně klesat. Výstup je tedy diferenciální a podle dopadu i vstup.
Říkáme plovoucí nebo symetrický výstup převzatý mezi dvěma větvemi a odkazovaný nebo asymetrický výstup převzatý mezi větví a zemí ( Neffati 2006 ).
Výstup každé větve se invertuje vzhledem ke vstupu stejné větve.
Čím více je proud protékající společnou větví nezávislý na podmínkách zatížení diferenciálních větví, tím menší vliv má společné napětí na vstupech. Regulátor proudu může nahradit odpor, ale přispívá k transkonduktanci v běžném režimu.
Diferenciální zesilovače se téměř vždy nacházejí v integrovaném obvodu zvaném operační zesilovač . Jeden volá diferenciální sestavu této komponenty, ve které využívá tuto vlastnost, na rozdíl od těch, kde používá invertující vstup pro zpětnou vazbu, která omezuje zesílení jediného signálu.
Externí komponenty řídí zisk a určují vstupní impedanci .
Kromě obvyklých charakteristik zesilovače - vstupní a výstupní impedance , zisk , linearita , atd , má diferenciální zesilovač vlastnosti související s jeho funkcí porovnávání dvou signálů.
Míra odmítnutí v běžném režimu vyjadřuje schopnost diferenciálního zesilovače vykonávat svou funkci, tj. Výstupní signál se liší pouze podle rozdílu mezi vstupními signály, bez ohledu na jejich součet. V sestavě obsahující obvod diferenciálního zesilovače a komponenty, které fixují zisk a šířku pásma, dobrá míra odmítnutí společného režimu ukládá vyvážení vstupních impedancí obvodu, jinak transformují společný režim na rozdílový signál. Pokud hledáte vysoké sazby, toto vyvážení již není možné výběrem komponent. Používá se topologie měřícího zesilovače .
Když oba vstupy přijímají stejný signál, měl by být výstup přesně nula. Tento stav se pravděpodobně bude měnit v závislosti na teplotě. Integrované obvody nabízejí nastavovací kolík pro nulu, jiné automatickou korekci driftu s využitím skutečnosti, že všechny integrované komponenty mají stejnou teplotu.
Diferenciální zesilovač je základní součástí automatického řízení . Porovnává žádanou hodnotu s měřením k ovládání podřízeného systému o napětí úměrné jejich relativní odchylce.
Diferenciální zesilovač, jehož neinvertující vstup je připojen k výstupu přes rezistor a k referenčnímu napětí jiným, je hystereze invertujícího komparátoru uvedená Schmittova spoušť nebo spoušť Schmitt . Jedná se o obvod analogově-logického rozhraní: výstup je vždy nasycený ( Neffati 2006 , s. 278). Tato sestava se používá v servořízení, když ovládané zařízení pracuje v režimu všeho nebo nic a v logické elektronice pro tvarování signálu.
Diferenciální zesilovač se používá jak na vstupu, tak na výstupu pro přenos v diferenciální signalizaci na vyvážené lince .