【何谓差分式放大电路】差分式放大电路，又称差动放大电路，是一种能够放大两个输入信号之差的电子电路。它在模拟电子技术中具有重要地位，广泛应用于运算放大器、传感器信号处理以及噪声抑制等领域。其核心特点是能够有效抑制共模信号（即两个输入端相同的信号），同时放大差模信号（即两个输入端之间的差异信号）。
一、差分式放大电路的基本原理
差分式放大电路通常由两个对称的晶体管（或场效应管）组成，构成一个对称的差分对。这两个晶体管的基极（或栅极）分别作为两个输入端，而它们的发射极（或源极）则通过一个公共电阻或电流源连接在一起。输出可以是从其中一个晶体管的集电极（或漏极）引出，也可以是两个输出端之间的差分电压。
其主要功能是：
- 放大两个输入信号之间的差异；
- 抑制共模干扰信号；
- 提高电路的稳定性和抗干扰能力。
二、差分式放大电路的结构类型
| 类型 | 结构特点 | 优点 | 应用场景 |
| 双端输入双端输出 | 输入和输出均为差分形式 | 共模抑制比高，动态范围大 | 高精度测量系统 |
| 双端输入单端输出 | 输出为单端信号 | 电路简单，易于集成 | 模拟集成电路设计 |
| 单端输入双端输出 | 输入为单端信号，输出为差分 | 增强抗干扰能力 | 传感器信号调理 |
| 单端输入单端输出 | 输入和输出均为单端 | 电路最简，成本低 | 简单信号放大 |
三、差分式放大电路的关键参数
| 参数 | 含义 | 作用 |
| 差模增益 | 放大两个输入信号之差的能力 | 衡量放大能力 |
| 共模增益 | 放大两个输入相同信号的能力 | 衡量抗干扰能力 |
| 共模抑制比（CMRR） | 差模增益与共模增益的比值 | 表示电路抑制共模信号的能力 |
| 输入阻抗 | 输入端对地的等效阻抗 | 影响信号源负载效应 |
| 输出阻抗 | 输出端对地的等效阻抗 | 影响后续电路的驱动能力 |
四、差分式放大电路的优点
1. 共模抑制能力强：能有效抑制来自电源、环境等的共模噪声。
2. 温度稳定性好：由于采用对称结构，温度变化对两路的影响相近，有助于减小漂移。
3. 适用于高精度场合：如精密测量、仪表放大器等。
4. 便于集成：适合制造在集成电路中，提高电路可靠性。
五、差分式放大电路的典型应用
- 运算放大器的核心部分
- 传感器信号调理电路
- 通信系统中的信号处理
- 工业控制系统的信号采集
六、总结
差分式放大电路是一种基于差分信号工作的电子电路，其核心在于放大两个输入信号的差异，同时抑制共同的信号成分。通过合理设计，它可以实现高精度、高稳定性的信号处理，广泛应用于现代电子系统中。理解其结构、工作原理及性能参数，对于从事电子设计、信号处理及相关领域的工程师来说至关重要。
