Comment fonctionne un amplificateur différentiel en électronique ?
Salut! En tant que fournisseur de composants électroniques, j'ai pu constater par moi-même comment différents composants jouent un rôle crucial dans divers circuits électroniques. L’amplificateur différentiel est l’un de ces éléments de circuit importants. Dans ce blog, je vais expliquer comment fonctionne un amplificateur différentiel et pourquoi il est si utile en électronique.
Qu'est-ce qu'un amplificateur différentiel ?
Un amplificateur différentiel est un type d'amplificateur électronique qui amplifie la différence entre deux signaux d'entrée tout en rejetant tous les signaux de mode commun. En termes plus simples, il examine la variation entre deux tensions d’entrée et augmente cette différence. C'est très pratique car dans les scénarios du monde réel, il existe souvent des signaux indésirables communs aux deux entrées (signaux de mode commun), et nous ne voulons pas qu'ils affectent notre sortie.
Structure et composants de base
Le circuit amplificateur différentiel de base se compose généralement de deux transistors (soit des transistors à jonction bipolaire, soit des transistors à effet de champ) connectés dans une configuration spécifique. Jetons un coup d'œil à la version à transistor à jonction bipolaire (BJT) pour plus de simplicité.
Nous avons deux terminaux d'entrée, appelons-les $V_{in1}$ et $V_{in2}$. Chaque entrée est connectée à la base d'un transistor. Les émetteurs de ces deux transistors sont connectés ensemble et sont généralement polarisés par une source de courant constant. Les collecteurs des transistors sont connectés à l'alimentation via des résistances de charge.
Comment ça marche : les bases
Lorsque nous appliquons deux tensions d'entrée $V_{in1}$ et $V_{in2}$ à l'amplificateur différentiel, les transistors répondent en fonction de la différence entre ces tensions.
Supposons que les deux tensions d'entrée soient égales, c'est-à-dire $V_{in1}=V_{in2}$. Dans ce cas, les courants circulant dans les deux transistors seront les mêmes. Étant donné que les collecteurs sont connectés à des résistances de charge, les chutes de tension aux bornes de ces résistances seront également les mêmes. Ainsi, la tension de sortie, qui est la différence entre les tensions aux deux collecteurs, sera nulle. Il s'agit du rejet du signal de mode commun.
Désormais, si $V_{in1}$ est supérieur à $V_{in2}$, le transistor connecté à $V_{in1}$ conduira plus de courant que celui connecté à $V_{in2}$. Cela provoque une chute de tension plus importante aux bornes de la résistance de charge du premier transistor et une chute de tension plus faible aux bornes de la résistance de charge du deuxième transistor. En conséquence, il y aura une tension de sortie non nulle qui représente la différence amplifiée entre $V_{in1}$ et $V_{in2}$.
Taux de rejet en mode commun (CMRR)
La capacité d'un amplificateur différentiel à rejeter les signaux en mode commun est mesurée par le rapport de réjection en mode commun (CMRR). Il est défini comme le rapport entre le gain en mode différentiel ($A_d$) et le gain en mode commun ($A_{cm}$).
[CMRR = \frac{A_d}{A_{cm}}]
Un CMRR élevé est souhaitable car cela signifie que l'amplificateur peut effectivement ignorer les signaux en mode commun et se concentrer sur l'amplification du signal différentiel. Par exemple, dans un amplificateur différentiel de haute qualité, le CMRR peut être compris entre 80 et 100 dB.
Applications des amplificateurs différentiels
Les amplificateurs différentiels ont un large éventail d'applications en électronique.
- Amplificateurs d'instrumentation: Ceux-ci sont utilisés dans les équipements de mesure et de test. Ils doivent amplifier les petits signaux différentiels tout en rejetant le bruit de mode commun qui pourrait être présent dans l'environnement de mesure. Par exemple, dans un circuit de capteur de température, l'amplificateur différentiel peut amplifier la petite différence de tension générée par le capteur tout en ignorant tout bruit électrique présent sur les deux lignes d'entrée.
- Systèmes audio: Les amplificateurs différentiels sont utilisés dans les préamplificateurs audio pour améliorer le rapport signal/bruit. Ils peuvent rejeter tout bourdonnement ou interférence commun aux deux canaux d’entrée.
- Systèmes de communication: Dans les systèmes de communication, les amplificateurs différentiels sont utilisés pour amplifier les signaux différentiels transmis sur des câbles longue distance. Cela aide à réduire les effets des interférences électromagnétiques (EMI) et de la diaphonie.
Nos composants électroniques pour amplificateurs différentiels
En tant que fournisseur de composants électroniques, nous proposons une variété de composants pouvant être utilisés dans les circuits amplificateurs différentiels. Par exemple, nous disposons de résistances et de condensateurs de haute qualité, indispensables pour polariser les transistors et régler le gain de l'amplificateur.
Nous disposons également d'une grande sélection de transistors, à la fois BJT et FET, qui peuvent être utilisés pour construire des amplificateurs différentiels. Ces transistors présentent d'excellentes caractéristiques de performances, telles qu'un gain élevé et un faible bruit, qui sont essentielles au bon fonctionnement d'un amplificateur différentiel.
De plus, nous proposons des condensateurs pouvant être utilisés dans des circuits associés. Consultez notreCondensateur de moteur à courant alternatif CBB65,Condensateur de démarrage CD60, etCondensateur de démarrage de moteur à courant alternatif CBB61. Bien qu'ils soient principalement destinés aux applications de moteurs, ils peuvent également être utilisés dans certains circuits d'alimentation ou de filtrage qui font partie d'un système plus vaste contenant des amplificateurs différentiels.
Pourquoi choisir nos composants ?
Nos composants proviennent de fabricants fiables et sont minutieusement testés pour garantir une qualité et des performances élevées. Nous comprenons l'importance de disposer de composants qui fonctionnent de manière cohérente dans les circuits électroniques, en particulier dans les applications critiques telles que les amplificateurs différentiels.
Nous offrons également des prix compétitifs et un excellent service client. Que vous soyez un amateur construisant un petit projet ou un ingénieur professionnel travaillant sur une conception à grande échelle, nous sommes là pour vous aider à trouver les composants adaptés à vos besoins.
Connectons-nous et discutons de votre approvisionnement
Si vous êtes à la recherche de composants électroniques pour vos circuits amplificateurs différentiels ou tout autre projet, n'hésitez pas à nous contacter. Nous serons plus qu'heureux de discuter de vos besoins, de vous fournir une assistance technique et de vous proposer des devis compétitifs. Que vous ayez besoin d'une petite quantité pour le prototypage ou d'une commande de production à grande échelle, nous avons ce qu'il vous faut.
Références
- Horowitz, P. et Hill, W. (1989). L'art de l'électronique. La Presse de l'Universite de Cambridge.
- Sedra, AS et Smith, KC (2015). Circuits microélectroniques. Presse de l'Université d'Oxford.