Differenzverstärker sind wesentliche Bestandteile elektronischer Schaltungen, die zur Verstärkung der Differenz zwischen zwei Eingangssignalen verwendet werden. Operationsverstärker (Op-Amplifier) werden üblicherweise verwendet, um diese Verstärker aufgrund ihrer hohen Verstärkung und Vielseitigkeit zu entwerfen.

Grundlagen von Differentialverstärkern

Ein Differenzverstärker verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen zwei Eingangsklemmen und zeichnet sich durch eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz aus, wodurch er für verschiedene Anwendungen wie Sensorsignalverarbeitungs- und Kommunikationssysteme geeignet ist.

Entwerfen von Differenzverstärkern mit Op-Ampere

Die typische Ausführung besteht darin, daß zur Einstellung der Verstärkung ein Operationsverstärker mit Widerständen vorgesehen ist, wobei die Eingangssignale an den invertierenden und nicht invertierenden Anschluß gelegt werden und die Widerstandswerte den Verstärkungsfaktor bestimmen.

Wichtige Schritte sind die Auswahl geeigneter Widerstandswerte, um die gewünschte Verstärkung zu erreichen und sicherzustellen, dass der Operationsverstärker innerhalb seines linearen Bereichs arbeitet.

Analysieren von Differenzverstärkern

Die Analyse umfasst die Berechnung der Differenzverstärkung, des Gleichtakt-Abstoßungsverhältnisses (CMRR) und der Eingangs-/Ausgangsimpedanz, wobei die Differenzverstärkung in erster Linie durch das Widerstandsverhältnis bestimmt wird, während CMRR die Fähigkeit des Verstärkers anzeigt, gemeinsame Signale abzulehnen.

Mathematisch kann die Differenzverstärkung (Ad) ausgedrückt werden als:

Ad = Rf / R1

Eine geeignete Analyse stellt sicher, daß der Verstärker in der Praxis wie vorgesehen arbeitet.