¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los amplificadores diferenciales y cuáles son sus aplicaciones? En este artículo te revelaremos todos los secretos detrás de esta increíble y versátil tecnología. Descubre cómo un simple amplificador puede mejorar la calidad de señal en circuitos electrónicos y cómo se utiliza en diferentes industrias. ¡No te lo pierdas!
A Amplificador diferencial es un circuito de amplificador operacional que está diseñado para amplificar la entrada de diferencia disponible y rechazar el voltaje de modo común. Se utiliza para suprimir el efecto del ruido en la salida. Dado que el ruido presente tendrá la misma amplitud en los dos terminales del amplificador operacional. Entonces, cuando se toma la diferencia entre terminales, el ruido se cancelará entre sí. La salida del amplificador diferencial es proporcional a la diferencia de los terminales de entrada. Por lo tanto, la salida está libre de ruido.
Amplificador diferencial
La figura 1 muestra el amplificador diferencial básico. Las dos señales de entrada V1 y V2 se aplican al amplificador operacional.
Laboral
Aplique el teorema de superposición para encontrar el voltaje de salida. En primer lugar, desactive V2 y conéctelo a tierra como se muestra en la figura 2.
Aplicando el método de división de voltaje
(1) 
Dado que el amplificador operacional es ideal y hay retroalimentación negativa, el voltaje de la terminal inversora (V−) es igual a la tensión del terminal no inversor (V+), de acuerdo con la concepto corto virtual.
V− = V+
Las corrientes que ingresan a ambos terminales del amplificador operacional son cero ya que el amplificador operacional es ideal.
(2) 
(3) 
Aplicar KCL en el nodo PAG
(4) 
De las ecuaciones (2), (3) y (4), tenemos
De la ecuación 1, tenemos
(5) 
Ahora desactiva V1 y conéctelo a tierra como se muestra en la figura 3.
Como podemos ver que el voltaje a través de R4 es cero Por lo tanto V+ = 0 V. Dado que el amplificador operacional es ideal y hay retroalimentación negativa, el voltaje de la terminal inversora (V−) es igual a la tensión del terminal no inversor (V+ = 0), según el concepto de terreno virtual.
V− = V+ = 0 voltios
Las corrientes que ingresan a ambos terminales del amplificador operacional son cero ya que el amplificador operacional es ideal.
(6) 
(7) 
Aplicar KCL en el nodo PAG
(8)
De las ecuaciones (6), (7) y (8), tenemos
(9) 
Sumando las ecuaciones (5) y (9), obtenemos el voltaje de salida Vo
(10) 
(11) 
Caso-1: cuando 
entonces
La salida Vo es
Ahora
y
La salida Vo es dado por
donde und = ganancia diferencial y AC = ganancia de modo común
Como 
Por lo tanto, tenemos
y 
entonces 
Relación de rechazo de modo común (CMRR)
utilizando el valor anterior de Ad y unCtenemos
Nota: Idealmente, CMRR es infinito. Entonces, el valor de CMRR para que este circuito sea infinito, .
Caso 2: cuando 
desde
y
entonces podemos escribirlo como
y
Por lo tanto, la ecuación (10) se convierte en
(12) 
(13) 
Comparando la ecuación (12) y (13), tenemos
y
Entonces CMRR se da como
Nota: 
Nota: Para un mejor amplificador diferencial, CMRR debe ser lo más alto posible.
Nota: CMRR depende del circuito y no depende de la entrada aplicada.
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