差分放大器AD813x常見問題解答

問題：如何計算差分放大器電路的增益，如何分析差分放大器電路？

答案：如圖所示，差分放大電路分析的基本原則與普通運算放大器中虛斷虛短原則相同，同時還具有其特有的分析原則：

差分放大器電路分析圖

1． 同向反向輸入端的電流為零，即虛斷原則。

2． 同向反相輸入端的電壓相同，即虛短原則。

3． 輸出的差分信號幅度相同，相位相差180度，以Vocm共模電壓為中心對稱。

4． 依照上述三個原則，差分信號的增益為 Gain＝R_F/R_G。

問題：為什么電路的輸出不正確？

答案：對于差分放大器的應用來講，要得到正確的輸出，必須要注意以下幾點：

1．輸出信號的擺幅必須在數據手冊指定的范圍內。以AD8137為例，在單電源5V的情況下，Vout-與Vout+都必須在450mV～4.55V之內（見下表）

2．輸入端信號的范圍必須在數據手冊指定的范圍之內。以AD8137為例，在單電源5V的情況下，+IN與-IN的電壓必須在1～4V之內。（見下表）

數據手冊單電源5V供電的芯片指標

在你的電路中，一定要先進行分析計算，檢查輸出端電壓和輸入端共模信號的范圍是否在數據手冊指定范圍之內（請注意電源電壓的條件）。對于單電源供電的情況，更容易出現問題。下面我們以AD8137舉例說明怎樣判斷電路是否能夠正常工作？

AD8137雙電源供電放大電路

如圖，這是AD8137在+/-5V電源供電情況下的一個放大電路。輸入是一個8Vpp的信號。按照虛短、虛斷的原則，根據2.1的分析，差分信號增益是1，即，差分輸出每一端的擺幅都是+/-2V，但相位相差180度。由于Vocm加入了2.5V的共模電壓，因此得到Voutp和Voutn的電壓為2.5V+/-2.0 V和2.5V-/+2.0V，即0.5V～4.5V的范圍內。這個信號范圍符合數據手冊+/-5V電源供電情況下的指標（－4.55V~+4.55V）。