差分采样电路在电压电流采样电路中运用广泛,下文将分析差分电路及其应用。
1、不含偏置的差分放大电路
根据虚短,虚断特性,可得:
当R1=R3,R2=R4时,
再令R3=R4
2、含电压偏置的差分放大电路
根据虚短,虚断特性,可得:
当R1=R3,R2=R4时,
再令R3=R4时,
总结:含偏置的差分放大电路,配置好相关参数的话,输出电压会叠加有一个偏置电压。
3、运放单电源与双电源供电对输出电压的影响
根据芯片手册,如果芯片供电为3V~30V/+1.5V~+15V,那么该芯片设计的时候是单电源运放,例如lm358,
如果芯片供电仅为+1.5V~+15V,那么该芯片设计的时候是双电源运放,例如lm741。
不管是单电源运放还是双电源运放,都可以单电源供电或者双电源供电。因为电压值是有参考电位的。
如果信号电压不超过电源电压,且运放的输出在正电压区域,那么运放单电源供电与双电源供电都可以。
如果信号电压不超过电源电压,但是输出电压在负电源区域,那么运放必须得负电源提供相应的电压。
总之,运放电源需要在信号电源运算结果的范围内。
下图分别是双电源、正单电源和负单电源供电,对输出电压的影响的仿真电路。仿真结果验证了上面的理论。
其中:VS1为信号输入电压差
VS3为运放的负端电源
VS2为运放的正端电源