Construindo um Amplificador Diferencial

Circuitos Op-Amp Diferenciais

Um amplificador operacional sem feedback já é um amplificador diferencial, amplificando a diferença de tensão entre as duas entradas. No entanto, seu ganho não pode ser controlado e geralmente é muito alto para ter qualquer uso prático. Até agora, nossa aplicação de feedback negativo para amplificadores operacionais resultou na perda prática de uma das entradas, o amplificador resultante só é bom para amplificar uma única entrada de sinal de tensão. Com um pouco de engenhosidade, no entanto, podemos construir um circuito amplificador operacional mantendo ambas as entradas de tensão, mas com um ganho controlado definido por resistores externos.



Se todos os valores do resistor forem iguais, este amplificador terá um ganho de tensão diferencial de 1. A análise deste circuito é essencialmente a mesma que a de um amplificador inversor, exceto que a entrada não inversora (+) do amplificador operacional está em uma tensão igual a uma fração de V ₂ , em vez de estar conectado diretamente ao aterramento. Como seria lógico, V ₂ funciona como a entrada não inversora e V ₁ funciona como a entrada inversora do circuito amplificador final. Portanto:



Se quiséssemos fornecer um ganho diferencial diferente de 1, teríamos que ajustar as resistências em ambos divisores de tensão superior e inferior, necessitando de múltiplas mudanças de resistor e balanceamento entre os dois divisores para operação simétrica. Isso nem sempre é prático, por razões óbvias.

Armazenar o sinal de tensão de entrada

Outra limitação do projeto deste amplificador é o fato de que suas impedâncias de entrada são bastante baixas em comparação com algumas outras configurações de amplificador operacional, mais notavelmente o amplificador não-inversor (entrada de terminação única). Cada fonte de tensão de entrada deve conduzir a corrente através de uma resistência, que constitui muito menos impedância do que a entrada nua de um amplificador operacional sozinho. A solução para esse problema, felizmente, é bastante simples. Tudo o que precisamos fazer é "armazenar" cada sinal de tensão de entrada por meio de um seguidor de tensão como este:


Agora o V ₁ e V ₂ as linhas de entrada são conectadas diretamente às entradas de dois amplificadores operacionais seguidores de tensão, fornecendo uma impedância muito alta. Os dois amplificadores operacionais à esquerda agora controlam o direcionamento da corrente através dos resistores, em vez de permitir que as fontes de tensão de entrada (sejam elas quais forem) o façam. O aumento da complexidade do nosso circuito é mínimo para um benefício substancial.

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