双电阻差分电流采样_差分信号和差分电路讲解 差分放大电路应用

1.差分信号是什么？为什么要使用差分信号？

两个芯片要通信，我们用一根导线连接，一个传输 另一种接受 1，一个传输 另一种接受 0，不是很好吗？为什么还要搞其他花花肠？

由于干扰、温度、电磁辐射等各种干扰，这些干扰使传输 1 不再是理想 1，传输的 0 也不再是理想 0.但几乎所有这些干扰都有一个共同的特点，那就是它对导线的干扰与它对导线附近导线的干扰相同。

利用这一特点，我们用两根导线传输信号，一根导线传输我们想要传输的信号 1010年，另一条导线传输与他相反的信号 0101，在接收端，如果我们把这两个信号做得不好，我们收到它们 1 -1 1 -1 这样的信号可以通过电平转换或其他手段恢复 1010 我们要传输的这个信号。干扰在做的过程中被消除。

2.差分放大电路的基本结构

所有电子元件的特性都会受到温度的影响，其中半导体材料的影响最大。对于 PN 温度系数为 -2.5mV/°C，表示温度每升高 1°C，二极管或三极管的压降会降低 2.5mV，可以想象，当温度高到一定程度时，二极管的正向导通反向截止特性不存在，所有半导体都不能正常工作。

在共射放大电路中，电路基础：Lec16- 在共射放大电路的设计中，温度的变化会导致三极管基极与发射极之间电压的变化△Ube，这种现象变成了温漂。

利用差分信号的思想，我们建立上面电路图，输入端(Ui1-Ui2)，输出端(Uo1-Uo2)，就可以解决温漂的问题。温漂干扰在做差的过程中被消除掉了。

3.长尾差分电路

更实用的设计是使用长尾差分电路，如图所示，这个电路可以很强大，它可以

普通共射放大电路单端输入、单端输出、放大倍数 1/2 倍。普通共射放大电路单端输入、差分输出、放大倍数 1 倍。普通共射放大电路是差分输入、单端输出和放大倍数 1。普通共射放大电路是差分输入、差分输出和放大倍数 2。这条电路强大的原因是当温度发生变化时△Ube，但它通过引入恒流源进行补偿△Ube，从而使 Re 两端电压保持不变，流过 Re 电流不变，导出流过 Rc 电流不变，最终输出 Vo 不变。

其中，ui 表示输入信号，ube 表示三极管基极与集电极之间的电压差，即温度函数。现在我们只考虑温漂，ui 保持不变。只看温度变化对输出的影响。这这个公式的两端进行求导可以得到公式，表明温漂引起的。△Ube 会被△Ve 所补偿。

长尾差分电路的模拟结果如下。从结果可以看出，当单端信号输入时，单端输出的放大倍数是普通共射放大电路 1/2。公式可用于放大倍数 1 对 Ui 这里不再推导求导推出。

4. 差分电路的作用

差分放大电路对共模输入信号有很强的抑制能力，但对差分放大电路的影响不大。因此，差分放大电路一般采用输入级和中间级进行集成操作，可以抑制温度噪声等外部条件变化对电路的影响。你可以找到一些集成电路来看看，第一级基本上是差分放大。

5. 电路应用差分放大

电路一：

用运放作为电流采样，然后用单片机 AD 采集处理。

注：

1、Rp10、Rp11、Cp8、Cp9.输入 RC 滤波，后面的 Rp15 和 Cp11 是输出 RC 滤波。

2、Rp16 为防止运输输出不足的现象，根据运输阻抗选择电阻值不宜过大过小。

3、Dp6 防止输出端电压过高，烧坏 CPU 的 IO 口。

4、Rp12=Rp13，Rp14=R10。Vout=Rp14/Rp12*(Vin -Vin-)。

注：

差分放大电路不再说了，这个电路是为了避免运放到了输出低端非线性的问题。

Vout=Rc9/Rc8*(Vin -Vin-) 基准电压值。具体计算过于复杂，不再解释。