与非网|差分信号和差分电路讲解 差分放大电路应用
差分信号和差分电路讲解：
1、什么是差分信号？为什么要用差分信号？
两个芯片要通信 ， 我们把它们用一根导线连接起来 ， 一个传输 1 ， 另一个接受 1 ， 一个传输 0 ， 另一个接受 0 ， 不是很好吗？为什么还要搞其他的花花肠子 。
因为有干扰 ， 各种各样的干扰 ， 比如温度 ， 电磁辐射等等 ， 这些干扰使得传输的 1 不再是理想的 1 ， 传输的 0 也不再是理想的 0 ， 但是这些干扰几乎都有一个共同的特点 ， 就是它对这条导线的干扰和它对这条导线附近导线的干扰是一样的 。
利用这个特点 ， 我们用两个导线传输信号 ， 一条导线传输我们要传输的信号 1010 ， 另一条导线传输和他相反的信号 0101 ， 在接收端 ， 我们把这两个信号做差 ， 那么就会接收到 1 -1 1 -1 这样的信号 ， 再通过电平转换或其他的手段就可以恢复出 1010 这个我们要传输的信号 。 干扰在做差的过程中被消除掉了 。
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2、差分放大电路基本结构
所有的电子元器件的特性都会受到温度的影响 ， 其中半导体材料受到影响的程度最大 。 对于 PN 结来说 ， 温度系数为 -2.5mV/°C ， 表示温度每升高 1°C ， 二极管或三极管的管压降就会降低 2.5mV ， 可以想象 ， 温度高到一定程度的时候 ， 二极管的正向导通反向截止的特性也就不存在了 ， 所有的半导体都无法正常工作了 。
在共射放大电路中 ， 电路基础：Lec16- 共射放大电路的设计 ， 温度的变化会产生三极管基极和发射极之间电压的变化△Ube ， 这种现象成为“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、长尾式差分电路
一个更实用的设计是采用长尾式差分电路 ， 如图所示 ， 这个电路可就厉害了 ， 它可以
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单端输入 ， 单端输出 ， 放大倍数是普通共射放大电路的 1/2 倍 。 单端输入 ， 差分输出 ， 放大倍数是普通共射放大电路的 1 倍 。 差分输入 ， 单端输出 ， 放大倍数是普通共射放大电路的 1 。 差分输入 ， 差分输出 ， 放大倍数是普通共射放大电路的 2 。 这个电路之所以强大 ， 是因为当温度变化时 ， 产生了△Ube ， 但是它通过引入一个恒流源补偿△Ube ， 从而使 Re 两端的电压保持不变 ， 这样流过 Re 的电流也不变 ， 导出流过 Rc 的电流不变 ， 最终输出的 Vo 不变 。
其中 ， ui 表示输入信号 ， ube 表示三极管基极和集电极之间的电压差 ， 它是温度的函数 。 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 。 对这个式子两端求导可得下式 ， 这个式子表明温漂引起的△Ube 会被△Ve 所补偿 。
长尾式差分电路的仿真结果如下 ， 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的 1/2 。 放大倍数可以利用公式 1 对 Ui 求导推出 ， 这里不再推导 。
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 ， 对差模信号却没有多大的影响 ， 因此差分放大电路一般做集成运算的输入级和中间级 ， 可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响 ， 如温度噪声等 。 你可以去找一些集成电路看一下 ， 第一级基本上都是差分放大 。
5. 差分放大电路应用
电路一：
用运放做电流采样 ， 再用单片机 AD 采集处理 。
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注：
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