
【電】 differential-input voltage
在電子工程領域,"微分輸入電壓"(Differential Input Voltage)指施加在差分放大器或比較器兩個輸入端之間的電壓差值。其核心概念與數學中的"微分"(differential)含義一緻,即關注兩個量之間的變化差異而非絕對值。
定義與計算
若用 (V+) 表示同相輸入端電壓,(V-) 表示反相輸入端電壓,則微分輸入電壓 (V{id}) 定義為:
$$
V{id} = V+ - V-
$$
該值可正可負,取決于哪個輸入端電壓更高。
核心作用
差分放大器僅對 (V_{id}) 進行放大,而抑制兩個輸入端共有的電壓(共模電壓)。這種特性通過共模抑制比(CMRR)量化,是抗噪聲和精确測量的關鍵。
典型應用場景
理解微分輸入電壓對于設計高精度電路至關重要。其最大允許值(通常受器件數據手冊限制)直接影響電路的安全性和線性度。超出限值可能導緻失真或器件損壞。
注:因搜索結果限制,本文基于電子工程通用原理撰寫。建議參考權威教材如 《Microelectronic Circuits》(Sedra/Smith)或器件制造商(如TI、ADI)的技術文檔獲取詳細參數與設計指南。
微分輸入電壓是指在電路或信號處理系統中,輸入電壓信號隨時間變化的速率(即電壓的導數)。這一概念常見于模拟電路設計,特别是運算放大器(運放)構成的微分電路中,用于提取信號的變化趨勢或高頻成分。
數學基礎
微分輸入電壓對應數學中的導數運算,即 $v{in}'(t) = frac{dv{in}(t)}{dt}$,表示輸入電壓隨時間變化的斜率。例如,若輸入電壓是線性增長的斜坡信號,其微分結果為恒定值。
電路實現
在運放微分器中,輸入信號通過電容接入反相輸入端,反饋回路使用電阻(如圖)。此時輸出電壓與輸入電壓的導數成比例,公式為:
$$
v{out}(t) = -RC frac{dv{in}(t)}{dt}
$$
其中,$R$為反饋電阻,$C$為輸入電容。
應用場景
實際限制
理想微分器會放大高頻噪聲,因此實際電路中常添加小阻值電阻與電容串聯,或并聯反饋電容,以限制帶寬并提升穩定性。
微分輸入電壓通過電路提取輸入信號的變化率,其核心是對電壓導數的響應。設計時需平衡靈敏度與噪聲抑制,常見于需要動态響應的電子系統中。
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