差分放大器AD813x常见问题解答一

问题：如何计算差分放大器电路的增益，如何分析差分放大器电路？

答案：如图所示，差分放大电路分析的基本原则与普通运算放大器中虚断虚短原则相同，同时还具有其特有的分析原则：

差分放大器电路分析图

1． 同向反向输入端的电流为零，即虚断原则。

2． 同向反相输入端的电压相同，即虚短原则。

3． 输出的差分信号幅度相同，相位相差180度，以Vocm共模电压为中心对称。

4． 依照上述三个原则，差分信号的增益为 Gain＝R_F/R_G。

问题：为什么电路的输出不正确？

答案：对于差分放大器的应用来讲，要得到正确的输出，必须要注意以下几点：

1．输出信号的摆幅必须在数据手册指定的范围内。以AD8137为例，在单电源5V的情况下，Vout-与Vout+都必须在450mV～4.55V之内（见下表）

2．输入端信号的范围必须在数据手册指定的范围之内。以AD8137为例，在单电源5V的情况下，+IN与-IN的电压必须在1～4V之内。（见下表）

数据手册单电源5V供电的芯片指标

在你的电路中，一定要先进行分析计算，检查输出端电压和输入端共模信号的范围是否在数据手册指定范围之内（请注意电源电压的条件）。对于单电源供电的情况，更容易出现问题。下面我们以AD8137举例说明怎样判断电路是否能够正常工作？

AD8137双电源供电放大电路

如图，这是AD8137在+/-5V电源供电情况下的一个放大电路。输入是一个8Vpp的信号。按照虚短、虚断的原则，根据2.1的分析，差分信号增益是1，即，差分输出每一端的摆幅都是+/-2V，但相位相差180度。由于Vocm加入了2.5V的共模电压，因此得到Voutp和Voutn的电压为2.5V+/-2.0 V和2.5V-/+2.0V，即0.5V～4.5V的范围内。这个信号范围符合数据手册+/-5V电源供电情况下的指标（－4.55V~+4.55V）。

然后我们计算输入端的共模电压，按照虚短、虚断的原则，Vinn的电压是Voutp在两个1K ohm电阻上面的中点分压，即得到如图红色所示的共模电压为Vinn=1.25V+/-1.0V，即0.25V~2.25V，这也符合+/-5V供电下数据手册对输入共模电压的要求（－4V～＋4V）。所以此电路满足要求，会正确工作。下图是各点的波形。

AD8137双电源供电电路各点波形