“تتطلب العديد من التطبيقات استخدام مضخمات تفاضلية منخفضة الطاقة وعالية الأداء لتحويل الإشارات التفاضلية الصغيرة إلى إشارات خرج مرجعية أرضية قابلة للقراءة. عادةً ما يشترك المدخلان في جهد كبير في الوضع المشترك. يرفض مكبر الصوت التفاضلي جهد الوضع المشترك ، ويظهر الجهد المتبقي ، بعد تضخيمه ، كجهد أحادي الطرف عند خرج مكبر الصوت. يمكن أن يكون جهد الوضع المشترك إما AC أو DC وعادة ما يكون أكبر من جهد الدخل التفاضلي.
“
تتطلب العديد من التطبيقات استخدام مضخمات تفاضلية منخفضة الطاقة وعالية الأداء لتحويل الإشارات التفاضلية الصغيرة إلى إشارات خرج مرجعية أرضية قابلة للقراءة. عادةً ما يشترك المدخلان في جهد كبير في الوضع المشترك. يرفض مكبر الصوت التفاضلي جهد الوضع المشترك ، ويظهر الجهد المتبقي ، بعد تضخيمه ، كجهد أحادي الطرف عند خرج مكبر الصوت. يمكن أن يكون جهد الوضع المشترك إما AC أو DC وعادة ما يكون أكبر من جهد الدخل التفاضلي. ينخفض تأثير الرفض مع زيادة تردد الجهد العام. تتمتع مكبرات الصوت في نفس الحزمة بمطابقة أفضل ، ولها نفس السعة الطفيلية ، ولا تتطلب أسلاكًا خارجية. نتيجة لذلك ، تتمتع مكبرات الصوت ثنائية القناة عالية الأداء وعالية النطاق بأداء تردد أفضل من المضخمات المنفصلة.
الحل البسيط هو مكبر صوت مزدوج الدقة يستخدم شبكة كسب مقاومة ، كما هو موضح في الشكل 1. تُظهر هذه الدائرة طريقة بسيطة لتحويل المدخلات التفاضلية إلى خرج ذو طرف واحد مع كسب قابل للتعديل. يمكن تحديد كسب النظام بواسطة المعادلة 1:
حيث Gain = RF / 1k ، و (VIN1CVIN2) هو جهد الدخل التفاضلي.
الشكل 1. مدخلات تفاضلية خرج منفرد مكبر للصوت.
بشكل عام ، توفر هذه الطريقة وظيفة قراءة أكثر استقرارًا في وجود EMI أو RFI ، وبالتالي يوصى بها في المواقف التي تمثل فيها الضوضاء مشكلة. هذا صحيح بشكل خاص عند قياس المدخلات للمزدوجات الحرارية ، ومقاييس الإجهاد ، ومستشعرات ضغط الجسر ، والتي يمكن أن توفر إشارات صغيرة للغاية في البيئات الصاخبة.
لا تقيس هذه الدائرة فرق الجهد بين المحطات الموجبة والسالبة للمستشعر فحسب ، بل توفر أيضًا رفضًا للوضع الشائع مع كسب جزئي للنظام ، مما يؤدي إلى تحسينات فائقة في الأداء على المدخلات أحادية الطرف. علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون أرضية المستشعر مختلفة أيضًا عن الأرض التناظرية. يعد مرجع جهد الخرج المؤرض مهمًا في العديد من التطبيقات. يعتمد النظام على تحمل مقاومات الشبكة.
تقوم الدائرة بتحويل المدخلات التفاضلية إلى خرج ذو طرف واحد مع كسب قابل للتعديل. يمكن ضبط كسب النظام بنسبة RF و RG1 ، بافتراض أن RG2 = RG1 وكسب مكبر الصوت B هو -1.
على سبيل المثال ، يمكن بناء مكبر الصوت المزدوج 180 ميجا هرتز ADA4807-2 كمضخم عكسي لهذا التطبيق ، وهذه الدائرة بها ضوضاء أقل. تحتوي هذه الدائرة على تيار هادئ منخفض (1000 أمبير / مضخم) وهي مناسبة لأنظمة تحويل البيانات منخفضة الطاقة وعالية الدقة.
سيكون جهد الوضع المشترك للإدخال أعلى من جهد الإمداد. يتم استخدام خرج السكك الحديدية إلى السكك الحديدية ، وهو مفيد في التطبيقات ذات إشارات الوضع المشترك الكبيرة أو الفولتية الكبيرة للإخراج. على سبيل المثال ، تحتوي لوحات الحصول على البيانات على ADCs التي تقبل مدخلات أحادية الطرف من 0V إلى 5V. ومع ذلك ، فإن مصدر الإشارة هو الجهد التفاضلي الذي يولده جسر المستشعر ، ويكون موجبًا عند أحد الطرفين وسالب في الطرف الآخر ، استجابةً للإجهاد في وجود ضوضاء الوضع المشترك.
الشكل 2. أداء مكبر صوت تفاضلي إلى طرف واحد.
يوضح الشكل 2 جهد الدخل التفاضلي المطبق وتغير كسب الدائرة. تحدد قيمة التردد اللاسلكي كسب النظام. كما ترى ، يوضح هذا الرسم البياني مكاسب النظام 1 و 2 و 4 بجهد دخل تفاضلي 1Vp-p عند 1 كيلو هرتز.
هذه الدائرة مفيدة لقياس الفروق الصغيرة بين جهدين كبيرين. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك حلًا يستخدم بساطة بنسبة 1٪ لمراقبة دائرة جسر Wheatstone نموذجية مدعومة بجهد 3 فولت / GND في نظام يعمل بالبطارية بجهد 3 فولت. يتم استخدام المقاوم بنسبة 1٪ أو أفضل لتحقيق المستوى المطلوب ، وستقوم هذه الدائرة برفض أي وضع شائع وتضخيم إشارة الجسر وتخففها وفقًا لكسب الدائرة المحددة. إذا كنت تقود ADC ، فأنت بحاجة إلى تطبيق بعض تغيير المستوى للحصول على إشارة خرج في نطاق 0V إلى 5V.
تتميز الدائرة بتشويه ممتاز وتيار هادئ منخفض. يعمل حل مضخم الصوت المزدوج على تقليل تكلفة النظام ، بينما يؤدي استخدام مكبر الصوت التفاضلي إلى تحسين الأداء.