تعریف تقویت کننده تفاضلی در ولتاژ

تعریف تقویت کننده تفاضلی در ولتاژ:
تقویت کننده تفاضلی اختلاف ولتاژ بین پایه های ورودی را تقویت می کند. در نتیجه اگر ولتاژ مشترکی (مانند نویز) در هر دو پایه وجود داشته باشد، اثری بر روی ولتاژ خروجی آن نخواهد داشت.

به همین دلیل در کاربردهای صنعتی برای تقویت سیگنال خروجی سنسورها، از تقویت کننده های تفاضلی به وفور استفاده می شود. 

در تقویت کننده های عملیاتی (Operational Amplifier) معمولا از یکی از دو ترمینال ورودی معکوس کننده (ورودی منفی) یا غیرمعکوس کننده (ورودی مثبت) به منظور تقویت یک سیگنال ورودی تکی استفاده می شود و سایر پایه ها به زمین متصل می شوند.

پس در این آرایش، تقویت سیگنال به صورت تفاضلی نیست و در واقع سیگنال نسبت به زمین تقویت می شود.

اما چون تقویت کننده های عملیاتی استاندارد دو پایه معکوس کننده و غیرمعکوس کننده دارند، در نتیجه می توان سیگنال ورودی را هم زمان به هر دو ترمینال ورودی متصل کرد و نوع متداول دیگری از مدارت مبتنی بر تقویت کننده عملیاتی را تولید کرد، که تقویت کنده تفاضلی نامیده می شوند.

تمام تقویت کننده های عملیاتی که به اختصار اپ امپ (Op-Amp) نامیده می شوند، به دلیل پیکربندی ورودی خود، در اصل یک تقویت کننده تفاضلی هستند.

اگر یک سیگنال ولتاژ ورودی را به یکی از پایه های اپ امپ و سیگنال ولتاژ دیگری را به پایه دوم آن متصل کنیم، آن گاه ولتاژ خروجی متناسب با اختلاف بین دو ولتاژ ورودیV1 و V2 خواهد بود.

اما بهره حلقه باز تقویت کننده های عملیاتی فوق العاده بزرگ است و کمترین اختلاف ولتاژ در پایانه های ورودی منجر به اشباع آن می شود.

برای طراحی یک تقویت کننده تفاضلی با بهره محدود و کنترل شده باید با اضافه کردن مدارات جانبی دیگر به آی سی تقویت کننده عملیاتی، فیدبک منفی ایجاد کرد.