
【电】 differential-input voltage
在电子工程领域,"微分输入电压"(Differential Input Voltage)指施加在差分放大器或比较器两个输入端之间的电压差值。其核心概念与数学中的"微分"(differential)含义一致,即关注两个量之间的变化差异而非绝对值。
定义与计算
若用 (V+) 表示同相输入端电压,(V-) 表示反相输入端电压,则微分输入电压 (V{id}) 定义为:
$$
V{id} = V+ - V-
$$
该值可正可负,取决于哪个输入端电压更高。
核心作用
差分放大器仅对 (V_{id}) 进行放大,而抑制两个输入端共有的电压(共模电压)。这种特性通过共模抑制比(CMRR)量化,是抗噪声和精确测量的关键。
典型应用场景
理解微分输入电压对于设计高精度电路至关重要。其最大允许值(通常受器件数据手册限制)直接影响电路的安全性和线性度。超出限值可能导致失真或器件损坏。
注:因搜索结果限制,本文基于电子工程通用原理撰写。建议参考权威教材如 《Microelectronic Circuits》(Sedra/Smith)或器件制造商(如TI、ADI)的技术文档获取详细参数与设计指南。
微分输入电压是指在电路或信号处理系统中,输入电压信号随时间变化的速率(即电压的导数)。这一概念常见于模拟电路设计,特别是运算放大器(运放)构成的微分电路中,用于提取信号的变化趋势或高频成分。
数学基础
微分输入电压对应数学中的导数运算,即 $v{in}'(t) = frac{dv{in}(t)}{dt}$,表示输入电压随时间变化的斜率。例如,若输入电压是线性增长的斜坡信号,其微分结果为恒定值。
电路实现
在运放微分器中,输入信号通过电容接入反相输入端,反馈回路使用电阻(如图)。此时输出电压与输入电压的导数成比例,公式为:
$$
v{out}(t) = -RC frac{dv{in}(t)}{dt}
$$
其中,$R$为反馈电阻,$C$为输入电容。
应用场景
实际限制
理想微分器会放大高频噪声,因此实际电路中常添加小阻值电阻与电容串联,或并联反馈电容,以限制带宽并提升稳定性。
微分输入电压通过电路提取输入信号的变化率,其核心是对电压导数的响应。设计时需平衡灵敏度与噪声抑制,常见于需要动态响应的电子系统中。
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