够详细：设计1款光激活差分放大器电路

一直以来，差分放大器都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在，小编本文将介绍光激活差分放大器电路的设计，详细内容请看下文。

一、差分放大器

差分放大器是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器，差分放大器的一般结构是由两个输入端口和一个输出端口构成的，在其中一端输入的信号与另一端输入的信号做差，然后该差值经过一个放大器后成为放大后的信号输出。差分放大器的放大倍数可以通过改变电路中对应元件的数值进行调节。在差分放大器中，反馈电路的作用非常重要。如果采用无反馈的方式工作，则其增益必须由电路设计时的器件选择控制；如果采用有反馈的方式工作，则其增益可以通过反馈电路的设置进行调整。除了增益之外，差分放大器还有一个非常重要的特点，就是可以抑制共模噪声。在电路中，共模噪声是两个信号同时存在时的干扰信号，通常是由于电源噪声或者环境噪声等造成的。差分放大器可以较好的抑制共模噪声，因为它只放大差异信号，而不受共模信号的影响。

在实际电路中，差分放大器的应用非常广泛。在一些需要对微小信号进行放大的场合，差分放大器广泛应用于模拟电路和体感器测量电路等领域。另外，在一些要求抑制共模噪声的场合，如音频信号、功率放大电路等领域，差分放大器也有着广泛的应用。

二、光激活差分放大器电路设计

通过将一个输入电压与另一个输入电压进行“比较”，标准差分放大器电路现在变成了一个差分电压比较电路。

下面的电路充当一个光激活开关，当 LDR 电阻检测到的光水平超过或低于某个预设值时，它将输出继电器“打开”或“关闭”。固定电压基准通过R1 – R2分压器网络施加到运算放大器的非反相输入端。

V1 处的电压值通过反馈电位 VR2 设置运算放大器的跳变点，VR2 用于设置开关滞后，这是“开”的亮度和“关”的亮度之间的差异。

差分放大器的第二个引脚由一个标准的光敏电阻组成，也称为 LDR，光敏电阻传感器可根据其单元上的光量改变其电阻值（因此得名），因为它们的电阻值是照明的函数。

LDR 可以是任何标准类型的硫化镉 （cdS） 光电导电池，例如普通 NORP12，其电阻范围在阳光下约 500Ω 到黑暗中约 20kΩ 或更大之间。

NORP12 光电导电池具有类似于人眼的光谱响应，因此非常适合用于照明控制类型的应用。

光电池电阻与光照水平成正比，并随着光照强度的增加而下降，因此V2处的电压水平也会在开关点之上或之下变化，这可以由VR1的位置确定。

通过使用电位 VR1 调节光级跳闸或设定位置，使用电位器调节开关迟滞，VR2 可以制成精密光敏开关。根据应用，运算放大器的输出可以直接切换负载，或使用晶体管开关来控制继电器或灯本身。

通过用热敏电阻代替光敏电阻，也可以使用这种简单的电路配置来检测温度。通过交换VR1和LDR的位置，该电路可用于使用热敏电阻检测亮或暗，或热或冷。

这种放大器设计的一个主要限制是其输入阻抗低于其他运算放大器配置，例如非反相（单端输入）放大器。

每个输入电压源都必须通过输入电阻驱动电流，该输入电阻的总阻抗低于单独的运算放大器输入的阻抗。这对于低阻抗源（例如上面的桥电路）可能是好的，但对于高阻抗源来说不是很好。

解决这个问题的一种方法是在每个输入电阻上添加一个单位增益缓冲放大器，例如上一教程中看到的电压跟随器。

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