差分采樣電路在電壓電流采樣電路中運用廣泛,下文將分析差分電路及其應用。
1、不含偏置的差分放大電路
根據虛短,虛斷特性,可得:
當R1=R3,R2=R4時,
再令R3=R4
2、含電壓偏置的差分放大電路
根據虛短,虛斷特性,可得:
當R1=R3,R2=R4時,
再令R3=R4時,
總結:含偏置的差分放大電路,配置好相關參數的話,輸出電壓會疊加有一個偏置電壓。
3、運放單電源與雙電源供電對輸出電壓的影響
根據芯片手冊,如果芯片供電為3V~30V/+1.5V~+15V,那么該芯片設計的時候是單電源運放,例如lm358,
如果芯片供電僅為+1.5V~+15V,那么該芯片設計的時候是雙電源運放,例如lm741。
不管是單電源運放還是雙電源運放,都可以單電源供電或者雙電源供電。因為電壓值是有參考電位的。
如果信號電壓不超過電源電壓,且運放的輸出在正電壓區域,那么運放單電源供電與雙電源供電都可以。
如果信號電壓不超過電源電壓,但是輸出電壓在負電源區域,那么運放必須得負電源提供相應的電壓。
總之,運放電源需要在信號電源運算結果的范圍內。
下圖分別是雙電源、正單電源和負單電源供電,對輸出電壓的影響的仿真電路。仿真結果驗證了上面的理論。
其中:VS1為信號輸入電壓差
VS3為運放的負端電源
VS2為運放的正端電源