Como funciona um amplificador diferencial em eletrônica?
Ei! Como fornecedor de componentes eletrônicos, vi em primeira mão como diferentes componentes desempenham papéis cruciais em diversos circuitos eletrônicos. Um elemento de circuito tão importante é o amplificador diferencial. Neste blog, vou explicar como funciona um amplificador diferencial e por que ele é tão útil em eletrônica.
O que é um amplificador diferencial?
Um amplificador diferencial é um tipo de amplificador eletrônico que amplifica a diferença entre dois sinais de entrada enquanto rejeita quaisquer sinais de modo comum. Em termos mais simples, analisa a variação entre duas tensões de entrada e aumenta essa diferença. Isso é muito útil porque em cenários do mundo real, muitas vezes há sinais indesejados que são comuns a ambas as entradas (sinais de modo comum) e não queremos que eles afetem nossa saída.
Estrutura Básica e Componentes
O circuito amplificador diferencial básico geralmente consiste em dois transistores (transistores de junção bipolar ou transistores de efeito de campo) conectados em uma configuração específica. Vamos dar uma olhada na versão do transistor de junção bipolar (BJT) para simplificar.
Temos dois terminais de entrada, vamos chamá-los de $V_{in1}$ e $V_{in2}$. Cada entrada está conectada à base de um transistor. Os emissores desses dois transistores são conectados entre si e geralmente polarizados por uma fonte de corrente constante. Os coletores dos transistores são conectados à fonte de alimentação através de resistores de carga.
Como funciona: o básico
Quando aplicamos duas tensões de entrada $V_{in1}$ e $V_{in2}$ ao amplificador diferencial, os transistores respondem com base na diferença entre essas tensões.
Vamos supor que as duas tensões de entrada sejam iguais, ou seja, $V_{in1}=V_{in2}$. Neste caso, as correntes que fluem através dos dois transistores serão as mesmas. Como os coletores estão conectados a resistores de carga, as quedas de tensão nesses resistores também serão as mesmas. Assim, a tensão de saída, que é a diferença entre as tensões nos dois coletores, será zero. Esta é a rejeição do sinal de modo comum.
Agora, se $V_{in1}$ for maior que $V_{in2}$, o transistor conectado a $V_{in1}$ conduzirá mais corrente comparado ao conectado a $V_{in2}$. Isso causa uma queda de tensão maior no resistor de carga do primeiro transistor e uma queda de tensão menor no resistor de carga do segundo transistor. Como resultado, haverá uma tensão de saída diferente de zero que representa a diferença amplificada entre $V_{in1}$ e $V_{in2}$.
Comum - Taxa de rejeição de modo (CMRR)
A capacidade de um amplificador diferencial de rejeitar sinais de modo comum é medida pela Razão de Rejeição de Modo Comum (CMRR). É definido como a razão entre o ganho do modo diferencial ($A_d$) e o ganho do modo comum ($A_{cm}$).
[CMRR = \frac{A_d}{A_{cm}}]
Um CMRR alto é desejável porque significa que o amplificador pode efetivamente ignorar os sinais de modo comum e se concentrar na amplificação do sinal diferencial. Por exemplo, em um amplificador diferencial de alta qualidade, o CMRR pode estar na faixa de 80 a 100 dB.
Aplicações de amplificadores diferenciais
Amplificadores diferenciais têm uma ampla gama de aplicações em eletrônica.
- Amplificadores de Instrumentação: São usados em equipamentos de medição e teste. Eles precisam amplificar pequenos sinais diferenciais enquanto rejeitam ruídos de modo comum que possam estar presentes no ambiente de medição. Por exemplo, em um circuito sensor de temperatura, o amplificador diferencial pode amplificar a pequena diferença de tensão gerada pelo sensor, ignorando qualquer ruído elétrico presente em ambas as linhas de entrada.
- Sistemas de Áudio: Amplificadores diferenciais são usados em pré - amplificadores de áudio para melhorar a relação sinal / ruído. Eles podem rejeitar qualquer zumbido ou interferência comum a ambos os canais de entrada.
- Sistemas de Comunicação: Em sistemas de comunicação, amplificadores diferenciais são usados para amplificar os sinais diferenciais transmitidos por cabos de longa distância. Isso ajuda a reduzir os efeitos da interferência eletromagnética (EMI) e diafonia.
Nossos componentes eletrônicos para amplificadores diferenciais
Como fornecedor de componentes eletrônicos, oferecemos uma variedade de componentes que podem ser usados em circuitos amplificadores diferenciais. Por exemplo, temos resistores e capacitores de alta qualidade que são essenciais para polarizar os transistores e ajustar o ganho do amplificador.
Também temos uma grande seleção de transistores, tanto BJTs quanto FETs, que podem ser usados para construir amplificadores diferenciais. Esses transistores possuem excelentes características de desempenho, como alto ganho e baixo ruído, que são cruciais para um amplificador diferencial que funcione bem.
Além disso, oferecemos alguns capacitores que podem ser usados em circuitos relacionados. Confira nossoCapacitor de motor CA CBB65,Capacitor de partida CD60, eCapacitor de partida de motor CA CBB61. Embora sejam principalmente para aplicações em motores, eles também podem ser usados em alguns circuitos de fonte de alimentação ou de filtro que fazem parte de um sistema maior contendo amplificadores diferenciais.
Por que escolher nossos componentes?
Nossos componentes são provenientes de fabricantes confiáveis e são exaustivamente testados para garantir alta qualidade e desempenho. Compreendemos a importância de ter componentes que funcionem de forma consistente em circuitos eletrônicos, especialmente em aplicações críticas como amplificadores diferenciais.
Também oferecemos preços competitivos e excelente atendimento ao cliente. Quer você seja um hobby construindo um projeto pequeno ou um engenheiro profissional trabalhando em um projeto em grande escala, estamos aqui para ajudá-lo a encontrar os componentes certos para suas necessidades.
Vamos nos conectar e discutir sua aquisição
Se você está no mercado de componentes eletrônicos para seus circuitos amplificadores diferenciais ou qualquer outro projeto, não hesite em entrar em contato. Teremos o maior prazer em discutir suas necessidades, fornecer suporte técnico e oferecer orçamentos competitivos. Se você precisa de uma pequena quantidade para prototipagem ou de um pedido de produção em grande escala, nós temos o que você precisa.
Referências
- Horowitz, P. e Hill, W. (1989). A Arte da Eletrônica. Imprensa da Universidade de Cambridge.
- Sedra, AS e Smith, KC (2015). Circuitos Microeletrônicos. Imprensa da Universidade de Oxford.