差动增益是一种电路的增益形式,它是指信号输入后,通过增益器产生不同的输出信号,并用输出信号之间的差值表示信号输入的大小。在差动信号的输入下,差模(Differential mode)增益是差模输出电压与差模输入电压之比。在共模(Common mode)信号的输入下,共模增益是共模输出电压与共模输入电压之比。因此,差动增益实际上描述了两个输入信号的比率,是一种衡量差分电路性能的重要参数。
差动信号常常存在于我们的生活中,比如调用音量、温度控制、应变测量等。差分电路则是处理差分信号的重要电路,它可以抵消掉输入信号中的共模干扰,提高信号的抗干扰能力。
在集成电路内部,也经常使用差分电路,如微分放大器、比较器等。由于集成电路的特殊性质,差分电路在集成电路中广泛应用,使得集成电路内部的信号传输更可靠,同时提高了芯片整体的性能。
影响差动增益的因素主要有四个方面:
(1)放大器的增益:放大器的增益决定了输入信号的放大程度,因此放大器的增益越高,差动增益也将越大。
(2)电源电压:电源电压决定了放大器的最大输出电压范围,因此电源电压越高,差动增益也将越大。
(3)放大器的失调:放大器失调会引起共模信号的产生,从而降低差动增益,因此放大器失调越小,差动增益也将越大。
(4)输入电阻:差分电路的输入电阻对增益的大小有很大的影响,因为输入电阻太大或太小都会对差动增益产生不利影响。
对于基本的差动放大电路,可以通过简单的分析计算出其差动增益。比如,在差分放大器的输入端,假设两个输入信号为V1和V2,它们的增益分别为Av1和Av2,差模模式输出为Vd,则差模增益Ad的公式为:
Ad = Vd / (V1-V2) = Av1*R1/(R1+R2) - Av2*R2/(R1+R2)
其中,R1和R2分别为差分放大器两个输入端的电阻。由于在理想的差分放大器中,差模输出电压为零,因此R1和R2之间的电压等于输入信号的差值,同时两个输入端的电阻可以构成一个电桥,从而抑制共模信号的干扰。如果需要改变差动增益,可以通过改变电阻的大小或调整放大器的增益来实现。