Дифференциальный усилитель

Дифференциа́льный усили́тель — комбинация двух асимметричных усилителей, действующих в противофазе. Дифференциальный усилитель предназначен для усиления разности напряжений двух входных сигналов.

Инструментальный дифференциальный усилитель

Схема инструментального дифференциального усилителя на базе ОУ

Зачастую, для предварительного усиления слабого дифференциального сигнала в высокоточных системах от усилителя требуются высокие параметры точности коэффициента усиления, а так же большое входное сопротивление. Точность коэффициента усиления обычно обеспечивают применением глубокой отрицательной обратной связи(ООС), охватывая ею операционный усилитель(ОУ). Однако дифференциальный усилитель на базе одного ОУ не обеспечивает высокого входного сопротивления порядка нескольких МОм, поэтому зачастую применяют сборку, аналогичную изображённой на схеме. Здесь входное дифференциальное напряжение (V2-V1) подаётся на неинвертирующий вход ОУ, который не используется для создания ОС, а собственное входное сопротивление прецизионных ОУ составляет значения порядка нескольких сотен МОм. Инструментальные дифференциальные усилители применяются для точного съёма напряжений с плечей электронного моста и других датчиков с малым выходным импедансом. Промышленностью выпускаются микросхемы, подобные приведённой схеме, с дополнительными возможностями по настройке коэффициента усиления, фильтрации шумов и частотной коррекции.

Применение

Дифференциальный усилитель применяют в ситуациях, когда возможна потеря слабых сигналов на фоне шумов. В частности, он применяется при измерении электрических потенциалов, снимаемых с определенных точек живого организма: при снятии электрокардиограммы, электроэнцефалографии и подобных методах исследования. В электроэнцефалографах дифференциальные усилители используются в качестве предусилителей на первых каскадах усиления.

Схема дифференциального усилителя на базе электронного моста с n-p-n биполярными транзисторами

Схема дифференциального усилителя на базе одного ОУ

Схема инструментального дифференциального усилителя на базе ОУ