Membangun Penguat Diferensial

Sirkuit Op-Amp Diferensial

Op-amp tanpa umpan balik sudah menjadi penguat diferensial, memperkuat perbedaan tegangan antara dua input. Namun, penguatannya tidak dapat dikontrol, dan umumnya terlalu tinggi untuk digunakan secara praktis. Sejauh ini, penerapan umpan balik negatif ke op-amp telah mengakibatkan hilangnya salah satu input, amplifier yang dihasilkan hanya baik untuk memperkuat input sinyal tegangan tunggal. Namun, dengan sedikit kecerdikan, kita dapat membuat rangkaian op-amp yang mempertahankan kedua input tegangan, namun dengan penguatan yang diatur oleh resistor eksternal.

Jika semua nilai resistor sama, penguat ini akan memiliki penguatan tegangan diferensial 1. Analisis rangkaian ini pada dasarnya sama dengan penguat pembalik, kecuali bahwa input non-pembalik (+) dari op-amp adalah pada tegangan sama dengan sebagian kecil dari V₂ , daripada terhubung langsung ke ground. Seperti yang masuk akal, V₂ berfungsi sebagai input non-pembalik dan V₁ berfungsi sebagai masukan pembalik dari rangkaian penguat akhir. Oleh karena itu:

Jika kita ingin memberikan keuntungan diferensial dari apa pun selain 1, kita harus menyesuaikan resistensi di keduanya pembagi tegangan atas dan bawah, yang memerlukan beberapa perubahan resistor dan penyeimbangan antara dua pembagi untuk operasi simetris. Ini tidak selalu praktis, karena alasan yang jelas.

Buffer Sinyal Tegangan Input

Keterbatasan lain dari desain penguat ini adalah kenyataan bahwa impedansi masukannya agak rendah dibandingkan dengan beberapa konfigurasi op-amp lainnya, terutama penguat non-pembalik (input ujung tunggal). Setiap sumber tegangan input harus menggerakkan arus melalui suatu resistansi, yang merupakan impedansi yang jauh lebih kecil daripada input telanjang op-amp saja. Solusi untuk masalah ini, untungnya, cukup sederhana. Yang perlu kita lakukan hanyalah “menyangga” setiap sinyal tegangan input melalui pengikut tegangan seperti ini:

Sekarang V₁ dan V₂ saluran input terhubung langsung ke input dari dua op-amp pengikut tegangan, memberikan impedansi yang sangat tinggi. Dua op-amp di sebelah kiri sekarang menangani penggerak arus melalui resistor alih-alih membiarkan sumber tegangan input (apa pun itu) melakukannya. Kompleksitas yang meningkat pada sirkuit kami minimal untuk mendapatkan manfaat yang substansial.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Sirkuit OpAmp Musim Panas dan Pengurang

• Lembar Kerja Penguat Operasional Dasar